DE219989C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 219989 KLASSE 21 b. GRUPPE

AKTIENGESELLSCHAFT

in BUDAPEST.

Die geeignetste negative Elektrode zur Erzielung eines starken Stromes bei galvanischen Elementen ist bekanntlich die von Bunsen zuerst verwendete Kohlenelektrode. Die mit Kohlenelektroden versehenen Elemente besitzen jedoch den gemeinsamen und wesentlichen Nachteil, daß zwischen dem am Kopfteil der Kohle angebrachten und zur Weiterleitung des Stromes dienenden Metallpol und

ίο der Kohle ein wesentlicher Übergangs- (Klemmen-) Widerstand und somit ein nicht unbeträchtlicher Energieverlust auftritt.

Dies ist besonders bei Elementen der Fall, bei welchen zur Vergrößerung der Stromstärke und Erzielung eines konstanten Stromes der wirkende Elektrolyt oder einzelne depolarisierend wirkende Gase durch die Wand des Kohlenkörpers geführt werden, wie z. B. beim Gegenstand des Patents 208596. Bei diesen Elementen.

entsteht nämlich eine konstante und sehr bedeutende Strommenge, die besonders bei großen Elementen durch einfache Schraubenklemmen o. dgl. ohne Energieverluste nicht weitergeleitet werden kann. An derartigen Klemmen kann eine wesentliche Erwärmung beobachtet werden.

Bei den erwähnten (hohlen) Kohlenelektroden

muß nicht nur dafür Sorge getragen werden, daß die erzeugte große Strommenge von der erzeugenden Elektrode abgeleitet werden kann, sondern auch dafür, daß zur Erzielung eines konstanten Stromes das depolarisierend wirkende Gas oder der Elektrolyt sämtliche Poren durchdringt. Dies kann jedoch nur dann sicher erfolgen, wenn der Abschluß der Öffnung der Kohlenhöhlung vollständig, d. h. luft- und .flüssigkeitsdicht erfolgt, da sonst ein großer Teil des gasförmigen oder flüssigen Mittels infolge des unvollkommenen Abdichtens verloren geht bzw. statt die Poren zu durchdringen, durch die schlechte Dichtung abfließt.

Um eine bessere Berührung zwischen Kohle und Kontaktmetall zu erzielen, wurde bereits vorgeschlagen, das Kontaktmetall zu schmelzen und die Kohle in dasselbe einzutauchen (s. z. B. Niaudet-Hauck, Die galvanischen EIemente, Braunschweig 1881, S. 40). Dabei war es, insbesondere bei der Verwendung von Blei als Kontaktmetall, nötig, die Poren der Kohle durch Paraffin abzuschließen,, um das Eindringen des Elektrolyten zwischen die Kohle und das Metall und bei der Verwendung z. B. von Blei und einem Schwefelsäure enthaltenden Elektrolyten die Bildung von schwefelsaurem Blei zu vermeiden. Außerdem entsteht bei allen bekannten Verfahren nur eine oberflächliehe Berührung zwischen Kohle und Metall, welche weder zum Abdichten noch zur Vermeidung der oben erwähnten Nachteile genügt. Im Sinne der Erfindung wird die Kohle an dem mit Metallkontakt zu versehenden Kopfteil mit einem Metall imprägniert, welches durch den Elektrolyten nicht zersetzt werden kann.

Das Metall wird der Kohle durch Einsaugen oder Einpressen im flüssigen Zustand einverleibt.

Bei der praktischen Ausführung des Verfahrens wird z. B. die Kohle vor dem Eintauchen in das geschmolzene Kontaktmetall über den Schmelzpunkt des Kontaktmetalles vorgewärmt. Dadurch wird die Luft aus den Poren der Kohle ausgetrieben, und die entlüfteten

ίο Poren füllen sich beim Eintauchen in das Kontaktmetall mit diesem an. Beim Erstarren tritt das Kontaktmetall in die Poren ein und füllt diese vollständig aus, so daß der Elektrolyt nicht zwischen die Kohle und das Metall treten kann. Eine Bildung von schwefelsaurem Blei kann also nur innerhalb der Poren erfolgen,

. wo dies aber unschädlich ist. Dadurch wird erreicht, daß der Kontakt selbst durch ein Metall gebildet werden kann, welches durch den Elektrolyten angegriffen wird, da dieser Angriff nur in den Poren erfolgt, wo er unschädlich ist.

Um das nach dem Gießen poröse Kontaktmetall zu komprimieren und dessen Anhaften an der Kohle zu sichern, wird das mit dem Kontakt versehene Ende der Kohle unter sehr hohen Druck gesetzt, wobei die Seitenwände der Form dem äußeren Druck nachgeben müssen. Die Form kann z. B. derart hergestellt werden, daß zwei ihrer Seitenwände etwa durch Schwalbenschwanzführung 0. dgl. verschiebbar, die Boden- und Deckplatte sowie die übrigen Seitenwände jedoch feststehend sind. Die verschiebbaren Seitenwände werden beim Pressen einander genähert, wobei etwa die Preßbacken eines Schraubstockes unmittelbar an den Seitenwänden der Form angreifen können. Wenn auch bereits versucht wurde, die fertigen, angegossenen Kontakte mittels Aufschrumpfen von Metallringen unter Druck zu setzen, ist das Pressen mit der Form selbst mit dem Vorteil verbunden, daß der Druck bereits ausgeübt werden kann, wenn sich das Metall in halbflüssigem Zustand befindet.

Der den Erfindungsgegenstand bildende Metallkontakt wird folgenderweise hergestellt: Ein beispielsweise rechteckiger hohler Kohlenkörper b wird nahe an seiner freien öffnung mit durch beide Seitenwände desselben ,gehen-

den öffnungen α versehen. Dieser Kohlenkörper ist in den Fig. 1 bis 3 im Querschnitt, in Seitenansicht und perspektivisch dargestellt. Der Kohlenkörper wird in der in Fig. 4 ersichtlichen Weise, die Bohrungen nach unten, in eine Form c gestellt oder gehängt. Die Form ist in Fig. 5 perspektivisch dargestellt. Das Aufhängen muß derart erfolgen, daß der Kohlenkörper den Boden der Form nicht erreicht, daß jedoch ihr Rand die öffnungen α überdeckt. Nachdem im Sinne der Erfindung die Kohle und auch die Form vorgewärmt wurden, und zwar bis über den Schmelzpunkt des Kontaktmetalls, wird das geschmolzene Metall in die Form gegossen. Für das Gießen ist Blei, Hartblei, Aluminium usw. besonders geeignet. ! Beim Abkühlen und Erhärten zieht sich das j Metall zusammen, wodurch es am Kohlenkörper festhaftet. Die in und zwischen den ! öffnungen α entstehenden Metallstangen üben hierbei eine starke Zugwirkung aus.

j Der endgültige, vollständige und feste Kontakt zwischen dem Kohlenkörper und dem angegossenen Metall wird dadurch hergestellt, daß der mit noch weichem, halbflüssigem warmen Metall versehene Kohlenkopf einem Druck von 30 bis 100 kg/cm² unterworfen wird und eventuell bis zur vollständigen Erhärtung des Metalles unter diesem Druck verbleibt.

Dieser Druck wird auf die Seitenflächen der Kohle ausgeübt, und zwar erfolgt er durch einen Parallelschraubstock, eine hydraulische Presse o. dgl. vermittels fester Backen. In der Richtung der Achsen der in den Löchern α entstehenden Metallstangen wird der Druck noch erhöht (s. die Pfeile in Fig. 6 und 7). Dadurch wird das Metall in die inneren Poren der Kohle eingepreßt (Fig. 6 zeigt einen hohlen, Fig. 7 einen vollen Kohlenkörper nach dem Ausgießen).

Die Wirkung des Verfahrens besteht nun darin, daß der Metallkontakt mit dem Kohlenkörper sozusagen zusammenschmilzt, mit ihm zusammenhängt und nur durch Abschmelzen entfernt werden kann.

Das Ergebnis ist, daß der Spannungsverlust im Element vermindert und daß bei hohlen Kohlenkörpern zugleich ein luft- und flüssigj keitsdichter Abschluß erzielt wird; endlich wird mittelbar der Wirkungsgrad des Elementes erhöht.

Die in Fig. 8 dargestellten Schrauben d dienen einerseits dazu, um den Strom vom Pol in die Drahtleitung zu überleiten, andererseits wird durch sie eine bei manchen Metallen (z. B. beim Blei) mögliche Schwächung des Kontaktes vermieden. Die Bohrungen für diese Zugschrauben werden derart hergestellt,-daß die in den Löchern α entstandenen Metallstangen durchbohrt werden. Es muß hierbei darauf geachtet j werden, daß der Bohrer die Wand der Kohle nicht berührt, sondern nur durch das Metall hindurchgeht, weil sonst die Zugschrauben d mit dem aufgesaugten Elektrolyten in Berührung kommen und dadurch angegriffen und aufgelöst würden. Deshalb muß auch der Metallkontakt aus einem säurebeständigen Metall bestehen, so z. B. bei der Verwendung von Chromsäure allein aus Blei oder Aluminium, bei der Verwendung von Chromsäure mit Schwefelsäureüberschuß aber nur aus Blei.

Bei Metallen, die einen sehr hohen Schmelzpunkt besitzen, wird das flüssige Metall in die

Kohle eingesaugt. Dieses Verfahren ist besonders bei der Herstellung der Kontakte aus einem nicht säurebeständigen Metall oder aus einem säurebeständigen und einem nicht säurebeständigen Metall zweckmäßig, da in diesem Falle die Kohle durch und durch mit dem Metall imprägniert werden muß.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   ίο I. Verfahren zum Anbringen von Metall-

   kontakten an Kohlenelektroden, insbesondere für galvanische Elemente, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil der Kohlenelektrode zuvor mit Metall imprägniert wird, indem das schmelzflüssige Metall in den mit dem Kontakt zu versehenden Kopfteil der über den Schmelzpunkt des Metalles vorgewärmten Kohlenelektrode eingesaugt oder eingepreßt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das während der Abkühlung in halbflüssigem Zustand befindliche Metall unter hohem Druck in die Poren der Kohle eingepreßt wird, wobei die Seitenwände der Form dem Druck nachgeben oder durch die Preßbacken selbst gebildet werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kopfteil der Kohle Bohrungen vorgesehen werden, und daß alsdann der Preßdruck in der Richtung der Achsen der Bohrungen erhöht wird, zum Zweck, das Kohleninnere vollkommener imprägnieren zu können.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.