DE487733C - Method of forming rectifier elements - Google Patents
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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-The invention relates to devices for rectifying alternating currents, namely Rectifier, such in which the rectifier element consists of a metal body, on the surface of which a compound of the metal is formed. The invention aims certain improvements in the manufacturing process of such rectifier elements, and while the invention is particularly, though not exclusively, applicable to education of rectifier elements of copper oxide type. According to the essential feature of the invention the metal connection is entirely or largely on part of the metal body or blank formed, and another feature of the invention relates to the manner in which all undesirable Connections or part of them in the completion of the manufacture of the rectifier
ao elements entfernt wird.ao elements is removed.
Die Erfindung ist in beispielsweisen Ausführungen in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 in Seitenansicht eine Ausführungsform des Metallstücks, wie es zurThe invention is illustrated in exemplary embodiments in the drawing, and although Fig. 1 shows in side view an embodiment of the metal piece as it is for
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. as preparation of the rectifier element accordingly a method according to the invention is ready. Fig. 2 shows a front view Number of such blanks that are on a Carriers are combined as they appear during any stage of the procedure. Fig. 3 is a vertical section of an element as it is constituted at one stage of the method; Fig. 4 shows the finished rectifier element in cross section.
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.Figures 5 and 6 show a modified arrangement in end elevation and vertical section of the blanks during the manufacturing process, Figs. 7 and 8, those of Figs. 3 and 4 represent successive stages of the manufacturing process, with the metal pieces are arranged as in Figs. 5 and 6. Figures 9 and 10 are similar views as Fig. 5 and 6, but show a further modification of the process.
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.In these figures a blank of suitable material, e.g. B. copper, denoted by A , shown provided with a central opening O of circular cross-section, but this particular shape is not essential. A number of such metal pieces A are united on a suitable support B and arranged in pairs so that the metal pieces of each pair are in contact with their adjacent surfaces A 1. The metal pieces, which are stored in the manner shown in Fig. 2, are then z. B. treated by application of heat so that the metal pieces A, a coating of a copper compound, eg. B. an oxide forms.
Der Oxydationsprozeß wird fortgesetzt, bis eine genügende Oxydschicht über der äußeren Oberfläche jedes Metallstücks gebildet ist,The oxidation process continues until there is a sufficient layer of oxide over the outer Surface of each metal piece is formed,
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.which gut has the appearance, as can be seen in Fig. 3. The piece of metal A is now covered with a coating Ό of copper oxide (red copper oxide), and on the outside of this copper oxide layer there is a thin layer C of copper oxide (black copper oxide). It can also be seen that the oxide layer on the exposed surface A 2 of the metal piece is much thicker than on the opposite surface A 1 which was in contact with the adjacent metal piece during the oxidation process.
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.After completion of the oxidation, the element is treated in such a way that the black copper oxide layer is completely removed from the entire surface of the metal piece and the copper oxide layer is removed only on one surface A 1 of the metal piece. It has been found in practice that the characteristic rectifying properties of the finished element are considerably impaired if the removal of the oxide is carried out by mechanical means and therefore, according to the invention, the oxide layer is preferably removed by chemical action. To achieve this, the oxidized piece of metal is treated with a material which dissolves the oxide layer, and it has been found that the cyanides of the alkali metals, e.g. B. the cyanides of potassium or sodium, are particularly suitable for this purpose, since these cyanides have the property of dissolving copper oxide much more quickly than copper oxide.
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.During this stage in the manufacture of the rectifier element, the oxidized metal piece is treated with the cyanide, usually in an aqueous solution, until all of the oxide, both copper oxide and copper oxide, is removed from the surface A 1 of the metal piece, the black copper oxide being completely removed is removed from the whole surface of the metal piece. After the correct amount of the oxide has been dissolved by the cyanide, the piece of metal is washed in water and then appears as shown in Fig. 4, in which D denotes the copper oxide layer, which is on the inner and outer edges and on one side Surface A 2 of the copper piece remains, and it should be noted that no oxide remains on the other surface A 1 of the copper piece.
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.An advantage of the method according to the invention is that the removal of the oxide from one Part of the metal piece can be carried out without special machinery, since the oxidation process here with such an arrangement of the Metal pieces is carried out that the oxide formed on the metal piece of non-uniform Thickness is. The rectifier elements can therefore be more uniform 'and thrift will be established than was previously possible *.
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. In the arrangement according to Figs. 5 and 6, the copper pieces A are connected in pairs on a horizontally lying support which passes through the openings O in the copper pieces A and is provided on its upper side with a number of grooves B 1 , each of which have downwardly converging side walls 1 and 2 that are far enough apart to accommodate two blanks A between them. A pair of blanks is stored in each groove B 1 , and the space between the blanks of each pair is filled with a mass E of a substance that counteracts oxidation; it has been found that carbon is particularly suitable for this purpose. Because of the converging side walls of the grooves B 1 , the weight of the metal pieces A presses them tightly against one another.
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.A suitable number of pieces of metal are stored in the manner described on the carrier B and then subjected to an oxidation process, e.g. B. subjected to treatment by heat in the presence of oxygen. During this process, the piece of metal is oxidized, but due to the presence of the antioxidant substance E , essentially no oxide is formed on the adjacent surfaces of each pair of pieces of metal. After a sufficiently thick layer of oxide has been formed, the pieces of metal are separated and removed from the support B , and each piece of metal then has the appearance as shown in Fig. 7, in which D means a coating of copper oxide. A thin layer C of copper oxide is also formed on the outside of the copper oxide coating; however, it should be noted that essentially no oxide is formed on that surface of the metal piece which was covered by the anti-oxidation agent during the oxidation process. The oxidized assembly is then treated to remove the copper oxide from the surface of the metal piece in the manner described above or in any other suitable manner so that the rectifying element, when finished, has the appearance of FIG.
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.In a modified embodiment of the manufacturing method according to the invention, the partial coating of the metal piece with oxide can be effected in that the oxygen is excluded from part of the surface of the metal pieces during the oxidation process. One method of achieving this result is to wrap an annular ring G around the periphery of iao each pair of metal pieces A as shown in Figs.
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