DE548074C

DE548074C - Elektrode fuer Kontaktgleichrichter

Info

Publication number: DE548074C
Application number: DES83859D
Authority: DE
Inventors: Reinhold Reichmann
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1928-01-27
Filing date: 1928-01-28
Publication date: 1932-04-11

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 11. APRIL 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 548 KLASSE 21g GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Januar 1928 ab

Es sind Elektroden für Kontaktgleichrichter bekannt, bei denen die Ventilwirkung auf dem Vorhandensein einer Schicht einer Schwefel-, Selen- oder Tellurverbindung eines Metalls, z.B. Kupfer, beruht, die beispielsweise durch Zusammenpressen pulverförmigen Stoffes unter starkem Druck hergestellt ist. Derartige Gleichrichter sind zwar zur Gleichrichtung von Wechselströmen

to geringer Stärke geeignet, versagen aber, wenn Ströme größerer Stärke gleichgerichtet werden sollen. Der Grund für diese Erscheinung liegt wahrscheinlich in dem verhältnismäßig hohen inneren Widerstände der wirksamen Schicht und dem damit zusammenhängenden geringen Wirkungsgrad der Gleichrichtung. Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Elektrode für Kontaktgleichrichter der eingangs erwähnten Art, welche den angege-

ao benen Nachteil nicht aufweist und eine auffallend gute Gleichrichtung ergibt. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Gleichrichterelektrode sich aus einer Metallverbindungsschicht der erwähnten Art und einer darauf durch Aufpressen pulverförmigen Stoffes unter starkem Druck erzeugten Metall- fz. B. Kupfer-) schicht zusammensetzt, wobei die beiden Schichten zusammen in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt sind. Bei der Herstellung von Trockengleichrichtern die Schichten durch gleichzeitiges Zusammenpressen mehrerer Pulverschichten herzustellen, wurde bei anderen Trockengleichrichtern bereits vorgeschlagen. 3,5

Die Herstellung der den Gegenstand der Erfindung bildenden Elektrode geht, etwa in folgender Weise vor sich:

In einer für starken Druck eingerichteten Presse, die zur Herstellung hohlzylindris.cher Platten oder Körper geeignet ist, wird pulverisiertes Kupfer und pulverisiertes Schwefelkupfer (Cuprisulfid) im Verhältnis 2 : 1 übereinandergeschichtet und dann einem Druck von mehreren Tausend kg/qcm ausgesetzt. Die so gebildete Elektrode wird dann unter einem verhältnismäßig geringen Anpressungsdruck, der wesentlich unter ^i,, des zum Zusammenpressen der pulverförmigen Ausgangsstoffe verwendeten Druckes liegt, mit einer aus Aluminium oder Magnesium bestehenden Gegenelektrode zusammengepreßt. Ein derartiger Gleichrichter kann mit verhältnismäßig hohen Spannungen und dementsprechend hohen Stromstärken belastet werden, ohne daß er die Neigung zeigt.

*) Von Ji-ni Patentsitcher ist als der Erfinder angegeben "Morden:

Reinhold Reichmann in Berlin.

durchzuschlagen. Die bei der Belastung auftretende Stromwärme wird in bekannter Weise an-die Umgebung abgeführt. Je stärker die Belastung ist, desto kräftiger muß natürlich die z. B. durch Ventilation bewirkte Abkühlung sein.

Es hat sich gezeigt, daß ganz besonders gute Wirkungen erhalten werden, wenn man dafür sorgt, daß die Größe der Berührungsfläche der wirksamen Schicht der Elektrode mit der Gegenelektrode ein gewisses Maß nicht übersteigt, das zur Sicherung einer vollkommenen Flächenberührung eingehalten werden muß. Dieses Maß liegt, wie eingehende \^rersuche ergeben haben, immer unter 1 qcm. Geht man über diese Grenze hinaus, so läßt es sich nicht vermeiden, daß bei einem Teil der einander berührenden Oberflächen der Elektroden nur Punktberührung stattfindet. Hierin liegt aber nicht nur die Gefahr, daß der Gleichrichter an einzelnen Stellen überlastet wird und durchschlägt, sondern auch eine erhebliche VerschlecHterung des bei guter Flächenberührung möglichen Wirkungsgrades. Hält man aber die Berührungsfläche der Elektrode kleiner als 1 qcm, so ist die für die gute Wirkung erforderliche vollkommene Flächenberührung gesichert

Es ist zweckmäßig, zur Herstellung der beschriebenen Elektrode ganz trockenes Kupfersulfidpulver zu verwenden. Um solches zu erhalten, kann man wie folgt verfahren: Das käufliche, beispielsweise durch Fällen aus einer Kupfersalzlösung mittels Schwefel-Wasserstoffes hergestellte Kupfersulfidpulver wird mit einem starken Zusatz von Schwefelpulver versetzt und gut durcheinandergemengt. Der überschüssige Schwefel wird dann durch Erhitzen auf etwa 250 ° C heraussublimiert.

Bei Elektroden für Kontaktgleichrichter der eingangs erwähnten Art ist es an sich bekannt, die Metallverbindungsschicht durch Zusammenpressen pulverförmigen Materials herzustellen. Dagegen ist es nicht bekannt gewesen, auch die metallische Gegenelektrode durch Zusammenpressen pulverförmigen Stoffes unter starkem Druck zu erzeugen. Gerade dieses Merkmal ist aber zur Herbeiführung der mit der Erfindung angestrebten Vorteile von besonderer Bedeutung.

Es ist ferner bei Kontaktgleichrichtern der eingangs erwähnten Art bekannt, die Berührungsfläche zwischen der Metallverbindungselektrode und der Metallelektrode auf ein verhältnismäßig geringes Maß zu beschränken, indem man der metallischen Gegenelektrode eine wesentlich kleinere Kontaktfläche gibt als der Metallverbindungselektrode. Mit dieser Maßnahme wird jedoch bei der bekannten Einrichtung lediglich bezweckt, einen Kurzschluß zwischen der Gegenelektrode und einem metallischen Behälter, der zur Aufnahme der Metallverbindungselektrode dient, zu vermeiden.

Schließlich ist es bekannt, bei der Herstellung von Schwefelkupferverbindungen zur Verwendung in Kontaktgleichrichtern Schwefelpulver im Überschuß zu verwenden und den nicht gebundenen Schwefel durch Erhitzen auszutreiben. Neu ist dagegen die Anwendung eines derartigen Verfahrens auf käufliches Kupfersulfidpulver zu dem Zweck, ein völlig trockenes und homogenes Elektrodenmaterial zu erhalten.

Claims

Patentansprüche:

i. Elektrode für Kontaktgleichrichter, bei der 'die Ventilwirkung auf dem Vorhandensein einer Schicht einer Schwefel-, Selen- oder Tellurverbindung eines Metalls, z. B. Kupfer, beruht, die durch Zusammenpressen pulverförmigen Stoffes unter starkem Druck hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode sich aus einer Metallverbindungsschicht dar erwähnten Art und einer darauf zusammen mit der Herstellung der Verbindungsschicht in demselben Arbeitsgang durch Aufpressen pulverförmigen Stoffes unter starkem Druck erzeugten Metall-(z. B. Kupfer-) schicht zusammensetzt.
2.'Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht stärker, beispielsweise doppelt so stark, als die Metallverbindumgsschicht ist.
3. Elektrode nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Berührungsfläche der wirksamen Schicht der beispielsweise zylinderförmig ausgebildeten Elektrode mit der Gegenelektrode dasjenige Maß nicht übersteigt, das zur Sicherung einer vollkommenen Flächenberührung eingehalten werden muß.
4. Elektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Berührungsfläche unter 1 qcm liegt.
5. Aus einer Elektrode nach Anspruch 1 und einer metallischen Gegenelektrode zusammengesetzter Kontaktgleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode und die z.B. aus Aluminium oder Magnesium bestehende Gegenelektrode durch einen Anpressungsdruck zusammengehalten sind, der wesentlich unter ¹Z₁₀ desjenigen Druckes liegt, mit welchem das Zusammenpressen der pulverförmigen Aus- tao gangsstoffe der erstgenannten Elektrode erfolgt.
6. Verfahren zur Herstellung von Gleichrichterelektroden nach Anspruch i, bei denen die wirksame Schicht aus Kupfersulfid besteht, dadurch gekennzeichnet, daß Kupfersulfid verwendet wird, das in

der Weise gewonnen ist, daß käufliches Kupfersulfid in pulverisierter Form mit Schwefelpulver versetzt und der überschüssige Schwefel durch Sublimieren entfernt wird.