DE2235178A1 - Elektrischer kontakt fuer einrichtungen zur verwendung bei der elektrolytischen herstellung von metallen, insbesondere kupfer - Google Patents

Description

DR. WALTER NIELSCH
Patentanwalt

2 Hamburg 70-Postfach 10 914

Fernrufs 6528707

Elektrischer Kontakt für Einrichtungen zur Verwendung bei der elektrolytischen Herstellung von Metallen, insbesondere Kupfer.

Anmelder: Raptes Establishment, Triesen (Liechtenstein)

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kontakt für Einrichtungen zur Verwendung bei der Herstellung von Metallbändern, wie solchen aus Kupfer, durch ein elektrolytisches Verfahren.

Es ist bereits die Verwendung von Maschinen für die Herstellung von elektrolytischem Kupfer in Plattenform bekannt, die im wesentlichen aus Transportbändern bestehen und in verschiedenartiger Weise bewegt werden. Diese Transportbänder dienen bei dem elektrolytischen Verfahren als Kathode und laufen durch ein Bad, welches in einem Bassin oder Trog entr halten ist, entlang dem Boden, an dem sich ein Anodenelement befindet, von dem die Metallionen abgegeben werden und sich an der Oberfläche des Transportbandes abscheiden, welches als Kathode dient.

Diese Maschinen bringen jedoch Probleme in Bezug auf den elektrischen Kontakt mit sich, wobei der elektrische Kontakt sich in angrenzender Stellung zu dem Transportband befindet. Hierbei ist es unter Berücksichtigung der Bewegung des Transportbandes erforderlich, einen elektrischen Kontakt zwischen den sich bewegenden Teilen.und den feststehenden Teilen sicherzustellen unter Berücksichtigung aller der Probleme, die eine derartige Anordnung mit sich bringt. Verschiedene Nachteile sind in der Praxis festgestellt worden, wie z.B.

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Verschleiß der Kontaktstellen, Spannungsabfall, stellenweise örtliche Überhitzung des Trägerbandes, welches dessen Deformation und Abkürzung seiner Gebrauchsdauer verursacht. Wenn der elektrische Kontakt eine Überhitzung bewirkt, sind lokale Anlaßstellen die Folge und diese verkürzen die Gebrauchsdauer des Transportbandes ganz beträchtlich.

Zusätzlich verursachen . Funke' und Abbrand durch das Öffnen und Schließen'elektrischer Kontakte die Alterung der Legierungszusammensetzung, so daß diese eine Ausfällung von Karbiden in den Zonen der Zündstellen verursachen. Diese Ausfällung von Karbiden bewirkt in rostfreiem Stahl eine sehr schnelle chemische Korrosion, welche nach sehr kurzer Zeit zur Durchlöcherung des Transportbandes führt. Hierdurch tendiert inzwischen abgeschiedenes Material dazu, mit dieser Zone verbunden zu bleiben, so daß dieser Vorgang seine eigene Durchlöcherung und den Bruch zu dem Zeitpunkt bewirkt, in dem der Kathodenträger abgeräumt wird. Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung bezieht sich präzis darauf,.einen Typ eines elektrischen Kontaktes zur Verfügung zu stellen, der in der Lage ist, den Verschleiß der Kontaktstellen zu verhindern und die Brsucibarkeit des tragenden Bandes garantiert.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Spannungsabfall in der Kontaktzone ganz zu vermeiden und zwar zwischen den sich bewegenden Teilen und den feststehenden Teilen.

Eine andere wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung be-, steht darin, das Überhitzen des Tragebandes zu verhindern.

Schließlich besteht eine Aufgabe darin, einen Spannungsabfall vom Zentrum des Bandes gegen seine Kanten in einer solchen Weise zu erhalten, daß gleichförmige Schichtdicken der Metallplatten in der erforderlichen Weise erhalten werden.

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Diese und noch -andere Aufgaben werden durch einen elektrolytischen Kontakt für eine Vorrichtung zur Herstellung von elektrolytisch hergestellten Metallen in Plattenform, besonders Kupfer, gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß er geeignet ist, bewegliche Teile und feststehende ^Teile in einen elektrischen Kontakt zu bringen und der dadurch gekennzeichnet ist, daß er metallische Teile, ein Quecksilberbad, Mittel zum Halten der metallischen Teile, wie auch Mittel zur Aufnahme des Bades aufweist.

Weitere Charakteristiken und Vorteile der Erfindung werden deutlicher hervortreten aus der ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten, aber nicht ausschließlichen Ausführungsform eines elektrischen Kontaktes gemäß der vorliegenden Erfindung, Als vorgeschlagene, aber nicht ausschließliche Ausführungsform, die in der beigefügten Zeichnung dargestellt, ist, bedeuten:

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Teiles, um elektrolytisches, abgeschiedenes Metall in Plattenform zu erhalten, an dem ein elektrischer Kontakt gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht ist.

Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie II-II in der Fig. 1,

Unter Bezugnahme auf die genannten Figuren ist der elektrische Kontakt gemäß der Erfindung überall mit der Ziffer 1 bezeichnet, an einem Metallband 2 aus Stahl angebracht, welches um Rollen 3 bewegt wird. Die Rollen 3 werden durch die Achsen 4 gehalten, die an feststehenden Trägern 5 drehbar gehalten sind. An den seitlichen Kanten des Bandes 2 sind flexible Isoliermaterial-Außenzonen 6 angebracht. Diese Außenzonen sind gegen Säuren widerstandsfähig und sind so angepaßt," um das Versprühen der elektrolytischen Flüssigkeit 7 auf die Innenfläche des Bandes 2 zu verhindern. Die elektrolytische Flüssigkeit 7 ist in einem Tank Ö enthalten. Gemäß der Erfindung besteht der elektrische Kontakt 1 aus einem leitenden Trägerstück 9, welches

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in ein Quecksilberbad 10 eintaucht, welches in einer Kammer mit den Außenflächen 11 aus flexiblem und Isoliermaterial angeordnet ist. Diese Außenflächen 11 befinden sich im Kontakt mit dem Innenseitenteil des Bandes 2. Der Leitungsträger 9 kann beispielsweise aus Kupfer mit Nickel oder einer anderen Metall-Plattierung bestehen, die von Quecksilber nicht angegriffen wird. Zwischen dem Leitungsträger 9 und dem Band 2 sind kleine Platten 12 aus einem reibungsarmen Isoliermaterial und von solcher Natur angeordnet (beispielsweise aus dem Kunststofftyp "Teflon"), daß diese von Quecksilber nicht angegriffen werden. Die genannten Platten haben die Aufgabe, als Abstandshalter für die metallischen Leitungsträger 9 und für das Band 2 zu dienen und das Band 2 vor einer lokalen Überhitzung bzw. vor dem Abbrennen für den Fall eines direkten Kontaktes zu bewahren. Die Außenflächen 11 erstrecken swh vollständig über den inneren Umfang des Bandes 2, aber aus offensichtlichen Gründen des Gewichtes ist das Quecksilberbad 10 auf die Bodenzone der Kammer begrenzt," die durch die Seiten oder Außenflächen 11 und durch die Innenfläche des Bandes 2 gebildet werden. Auf dem Boden des Tanks B sind Metallstücke

13 angeordnet, beispielsweise aus Kupfer, die elektrolytisch überzogen werden, entweder in Platten oder Blechform 13a auf der Seite des Bandes 2, das in das Bad 7 eingetaucht ist. In dem elektrochemischen Verfahren dienen die Metallträger 9 als Kathode, während die Funktionen der unauflöslichen Anode durchs eine leitende Schicht aus Blei wahrgenommen wird, auf der Kupferstücke 13 angeordnet sind. Der Metallträger 9 und die Leitschicht 14 sind miteinander durch Leitungen 15 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Elektrogenerator verbunden. Die Funktion des elektrischen Kontaktes gemäß der Erfindung ist einfach. Das Quecksilberbad schließt den Stromkreis, der sich aus dem elektromotorische Kraft liefernden Generator, den Leitungen 15, dem Träger 9, dem Band 2, dem elektrolytischen Bad 7, den Metallstücken 13 und der Leitschicht

14 aus Blei gebildet ist. Während der Arbeitszeit der Maschine verbleibt das Quecksilber 10 dank seines hohen spezifischen

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Gewichte, wie auch seiner geringen adhäsiven Eigenschaft in der unteren Lage der Kammer, die durch die Außenseiten und durch die Innenoberfläche des Bandes 2 gebildet wird= und folgt somit nicht der Bewegung des Bandes 2. In dieser Weise wird der elektrische Kontakt gewährleistet, denn der Träger 9 verbleibt immer im Quecksilberbad 10 eingetaucht. Es ist in der Praxis bewiesen worden, daß der elektrische Kontakt gemäß der Erfindung die Nachteile vermeidet, die bei den gegenwärtigen Typen von elektrischen Kontakten des Gleit-Typs und dergleichen zwischen feststehenden und sich bewegenden Gliedern auftreten. Durch die Verwendung des elektrischen Kontaktes gemäß der Erfindung treten all die Phänomene des Verschleißes und des Einreißens der Kontakte, Spannungsabfälle, Überhitzen und Abbrennen des Stahlträgerbandes und dergleichen nicht mehr.auf, wie diese bei den üblichen Kontakten die Regel sind» Eine weitere, sehr wichtige Feststellung bezieht sich auf die Tatsache, daß der elektrische Kontakt durch die Verwendung von' Quecksilber gemäß der Erfindung eine elektrische Potentialverteilung auf der inneren Oberfläche des Bandes 2 mit einem hohen Gleichförmigkeitsgrad bewirkt. Es ist festgestellt worden, daß die metallischen Trägerbänder vorzugsweise aus gewalztem Stahl (nicht angelassen) mit hoher Bruchfestigkeit hergestellt werden sollen. Dies erfolgt aus dem Grund, um einen hohen Elastizitätsgrad zu erhalten, so daß das Band, wenn es sich um die Rollen dreht, nicht dazu neigt, die gekrümmte Form der Rollen zu behalten, sondern sich unverzüglich beim Verlassen der Rollen wieder gerade ausrichtet.

Andererseits, wenn angelassene Bänder verwendet werden, die geringe Elastizität aufweisen, würde beim Drehen um die Rolle eine Tendenz zum Verbleiben in der gekrümmten Form verbleiben; es würde dann wieder gestreckt werden durch die Spannung des Bandes auf den Rollen. In diesen Fällen jedoch würde das Band einer vollständigen Serie von transversalen

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Faltungen oder Biegungen unterworfen, die bei jeder Umdrehung bewirkt werden, die eine größer und größer werdende Verformungshärtung auf jedem Band.verursachen, welche unvermeidbar zum Bruch führen muß.

Es ist deshalb erforderlich, daß das Trageband diese Charakteristiken der Härte und Elastizität besitzt, die nur bei gewalztem Stahl im nicht angelassenen Zustand vorliegen. Dieser neue Kontakttyp erlaubt somit, diese Charakteristiken gleichmäßig aufrechtzuerhalten. Im Gegensatz hierzu würde bei anderen Kontakttypen eine Modifizierung eintreten, die durch die lokalen Überhitzungen das Anlassen des Stahles bewirken und somit eine gegensätzliche Wirkung hervorrufen.

Aufgrund des neuen Kontaktes gemäß der Erfindung ist es möglich, mit hohen Strömen zu arbeiten, da diese nicht mehr den Begrenzungen unterliegen, die dem Gleit-Typkontakt vorgeschrieben sind, dessen Arbeit gestört wird, wenn der Strom erhöht wird.

Der große Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß die Produktivität der Anlage erhöht wird, da die Produktion dem Strom proportional ist. Durch die Verwendung des Kontaktes gemäß der Erfindung werden die bisherigen Beschränkungen in der Stromintensität und in der Produktion in der Anlage durch Vorrichtungen, die mit den üblichen Schleifkontakten arbeiten, jetzt überwunden.

Die vorstehend beschriebene Erfindung ist zahlreicher Abwandlungen fähig, die innerhalb des Bereiches der Erfindung liegen.

Bei der praktsichen Ausführung können die verwendeten Materialien, wie auch ihre Abmessungen in jeder erforderlichen

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Weise festgelegt werden und zwar gemäß den entsprechenden Anforderungen, Außerdem können die Einzelteil© durch andere ersetzt werden, die technisch äquivalent sind. So kann z.B. Quecksilber durch eine leitende.Substanz mit geeigneten Charakteristiken ersetzt werden.

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Kontakt für Einrichtungen zur Herstellung von elektrolytischen Metallen in Plattenfonm, besonders Kupfer, wobei der Kontakt den elektrischen Kontakt zwischen seinen bewogenden Teilen und seinen feststehenden Teilen darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß er metallische Teile, ein Quecksilberbad, Mittel zur Unterbringung der metallischen Teile und Mittel zur Aufnahme des Quecksilberbades enthält.

2. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Teile ein leitendes Trägerstück aus Metall oder Metall-Legierung in Verbindung mit dem negativen Pol eines elektromotorische Kraft erzeugenden Generators, eines Metallbandes ^ vorzugsweise aus. rostfreiem Stahl, welches so ausgebildet ist, daß es'die Platten des hergestellten elektrolytischen Metalls, tragt, auf weis en.

3. Elektrischer Kontakt nach Beispiel 1 und 2_; dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerstück mit einem nicht mit Quecksilber Amalgam bildenden Metall," wie Nickel, überzogen «ist«

4. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1 und 2," dadurch gekennzeichnet," daß zur Aufnahme der metallischen Teile kleine Platten aus reibungsarmen und elektrisch isolierendem synthetischem Material angeordnet sind,

5. Elektrischer Kontakt nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Aufnahme des Quecksilberbades Außenseiten aus. flexiblem und elektrisch isolierendem Material enthält.

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6. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseiten aus flexiblem und isolierendem Material im Kontakt mit der ganzen inneren Oberfläche eines metalltragendes Bandes steht, welches um Antriebsrollen drehbar angeordnet ist.

7. Elektrischer Kontakt nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Quecksilber in einer Kammer angeordnet ist, wobei aus flexiblem und isolierendem Material und der inneren Oberfläche des Tragbandes besteht, wobei das Quecksilber in einer solchen Menge angeornet ist, daß nur der Teil der Kammer gefüllt ist, der anliegend zu der inneren Oberfläche des Abschnitts des Bandes, welches.in das elektrolytische Bad eingetaucht ist, angeordnet ist.

die Außenseiten

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