DE566465C - Elektrisches Ventil - Google Patents

Description

Es sind elektrische Ventile bekannt, deren positive Platten aus Elementen oder aus Verbindungen der leichteren Metalle der zweiten oder dritten Reihe des periodischen Systems gebildet sind. In erster Linie sind hierzu Calcium, Magnesium, Zink, Bor, Aluminium und Aluminiumamalgame verwendet worden. Diese bekannten Ventile haben den Nachteil, daß sie im Betrieb nicht gleichmäßig ar-

to beiten, oder daß sich bei ihnen nur schwer ein großer Unterschied zwischen der Stromdurchlässigkeit nach der einen und der Stromundurchlässigkeit nach der anderen Seite hin erzielen läßt. Außerdem stößt es auf große Schwierigkeiten, zwischen den einzelnen Platten einen genügenden elektrischen Kontakt herzustellen.

Ferner sind elektrische Ventile bekannt, die aus Silber und darauf gebildeten Silberverbindungen bestehen, oder aus einer Kupferplatte, einer darauf gebildeten, an ihrer Oberfläche wieder zu Kupfer reduzierten Oxydschicht und einer darauf angeordneten weiteren Metallelektrode. Bei solchen Gleichrichtern bestand die Schwierigkeit ebenfalls darin, Ventile herzustellen, die im Gebrauch gleichmäßig arbeiten und bei denen das Verhältnis der Stromdurchlässigkeit in der einen Richtung und der Undurchlässigkeit in der anderen Richtung sehr groß ist. Diese Schwierigkeiten sind auf verschiedene Ursachen zurückzuführen : Ungeeignete Zusammensetzung der als Ventil wirkenden Schicht, ungenügender Kontakt zwischen den einzelnen Bestandteilen und andere Gründe, die nie geklärt sind und die ständig ein \^rersagen vieler solcher Ventile im Gebrauch verursachten.

Durch umfangreiche Versuche verschiedener Art wurde gefunden, daß ein Hauptmangel bei solchen Ventilen darin liegt, daß ein Kupferstück verwendet wird, das nicht geeignet ist, mit dem Kupferoxyd oder einer gleichwertigen Halbleiterschicht zusammen zu arbeiten und so die Ventilwirkung hervorzubringen und den freien Stromfluß in nur einer Richtung zu gestatten. Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist es, einen Stoff darzustellen, bestehend aus einer Kupferlegierung, der schnell handelsfertig zu elektrischen Ventilen verarbeitet werden kann. Dieser Stoff verbürgt das gewünschte große Verhältnis zwischen dem freien Stromfluß in der einen und der Hemmung des Stromes in der anderen Richtung und ein gleichmäßiges Arbeiten, das diese Ventile für die Praxis vollkommen verwendungsfähig macht.

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Ventil, durch das die oben angeführten Nachteile vermieden werden. Bei diesem Ventil besteht gemäß der Erfindung die Gleich-

richterplatte aus einer Legierung von etwa iooo Teilen Kupfer und etwa 0,7 bis 0,9 Teilen Silber, die mit einer Oxydschicht der gleichen Legierung und mit einem durch oberflächliche Reduktion dieser Oxydschicht gebildeten Häutchen der Legierung versehen ist und eine Schutzschicht aus schwer oxydierbarem Metall, z. B. Zinn, trägt.

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung dargestellt.

Fig. ι ist ein teilweise im Schnitt gezeichneter Grundriß eines elektrischen Ventils.

Fig. 2 und 3 zeigen einzelne Platten des elektrischen Ventils im Aufriß.

Fig. 4 zeigt einen Isolierring und Fig. 5 ein Verbindungsstück im Grundriß. Das elektrische \^rentil besteht aus Gleichrichterplatten ι und Metallplatten 2. Den ao Gleichrichterplatten ι kann Wechselstrom zugeführt werden. Dann fließt der Strom beispielsweise von einem Transformator T durch einen Leiter JP zu dem Ventil und durch einen Leiter IM von diesem zurück. Der Transformator T wird durch einen Wechselstromgenerator / mit Strom versorgt.

Für das elektrische Ventil werden Platten aus einer Legierung von Kupfer und Silber verwendet, die dem Strom den ungehinderten Durchgang gestatten. Auf diesen Platten ist eine Schicht aus Kupfer- und Silberoxyd aufgebracht, die im Zusammenwirken mit dem Grundmetall dem Strom in der einen Richtung den größten Widerstand entgegensetzt. Bei einer Platte von etwa 25,8 cm² wirksamer Fläche, durch die in der Durchlaßrichtung 2600 Milliampere hindurchgehen, beträgt nach L^mkehrung der Polarität der Verluststrom in der Sperrichtung nur ¹Z₂ Milliampere. Dieses Ergebnis wird mit einer Gleichrichterplatte 1 erreicht, bei der der Grundkörper 6 aus einer Legierung von etwa 700 bis 850 g Silber auf 1000 kg Kupfer besteht.

Die aus Kupfer- und Silberoxyd bestehende Halbleiterschicht 7 dieser Platten 1 ist dadurch hergestellt, daß diese Platten 1 in einer stark oxydierenden, etwa ozonhaltigen Atmosphäre erhitzt und dann in der freien Luft bis auf Kirschrotglut abgekühlt sind, um dann schnell in ein Bad von Wasser und Alkohol oder Wasser und Glycerin getaucht zu werden. Auf dem Bad schwimmt eine ölschicht, z. B. Terpentin, oder eine andere Flüssigkeit phenoliger oder cresoliger Zusammensetzung. Durch die Anwendung von Ozon bildet sich ein ausgezeichnetes Kupfer- und Silberoxyd, daß sich durch gleichmäßiges Korn und blutrote Farbe auszeichnet. Die reduzierende Wirkung des Abschreckens wird dazu benutzt, die Oberfläche der Kupfer- und Silberoxvdschicht in den metallischen Zustand zurückzuführen und dadurch ein metallisches Häutchen 8 zu bilden, das einen guten elektrischen Kontakt zwischen den Platten gewährleistet. Derartige Platten können beim Zusammensetzen gebogen werden, ohne daß die Halbleiterschicht dabei zerstört wird.

Die Gleichrichterplatten 1 sind mit einer metallischen Schutzschicht 9 aus Zinn galvanisch überzogen, die einen guten mechanisehen und elektrischen Kontakt zwischen den zusammenliegenden Flächen der Platten gewährleistet. Durch diese Schutzschicht 9 wird auch jede Beschädigung der Halbleiterschicht 7 vermieden, weil diese dadurch verstärkt ist.

Die auf den Gleichrichterplatten 1 aufliegenden Metallplatten 2 können aus Zinn oder Messing hergestellt sein.

Um einen vollkommenen Kontakt über die anliegende Fläche zu erzielen, sind Teile der Platten 2 erhaben ausgeführt. Diese erhabenen Teile bilden ein in der Zeichnung mit χ bezeichnetes Malteserkreuz. Die herausgetriebenen Teile sind getrennt voneinander und können teilweise getrennt vom Körper sein, wie bei 10 angedeutet, um den freien Zutritt eines Isolieröles, in welches der ganze Apparat getaucht ist, zu gestatten.

Zum Zusammenhalten können die Platten 1 und 2 mit Ohren oder Laschen 11 versehen sein, in denen sich Schlitze 12 befinden, die ein schnelles Aufreihen der Platten auf den isolierten Bolzen 13 gestatten. Hierauf werden sie durch die Muttern 14 fest zusammengepreßt.

Die Plattenkörper sind etwas voneinander getrennt, um die Ventilation zu ermöglichen. Außerdem können sie mit einer zentral gelegenen Bohrung 15 versehen sein, durch die auch der Luftstrom streichen kann und durch die für verschiedene Fälle ein Isolieirohr 16 hindurchgeführt sein kann, das einen Kreislauf von Wasser oder Luft ermöglicht. Das ganze Ventil kann außerdem in öl oder in ine andere nichtleitende Kühlflüssigkeit getaucht sein. Wenn kein besonderes Kühlmittel verwendet werden soll, dann kann an Stelle der zentralen Bohrung 15 eine Kontaktfläche, ähnlich den Flächen x, angebracht sein.

Der Aufbau des Ventils ist derart, daß die einzelnen Platten leicht zugänglich sind, so daß nach dem Lösen der Schrauben 14 jede der Platten 1 und 2 zur Untersuchung, Ausbesserung oder zum Ersatz leicht entfernt werden kann.

Fig. ι stellt ein einfaches Beispiel der Erfindung dar. In ihm sind vier vollständige elektrische Ventile enthalten: P₁, P₂, P₃, P₄. Jedes Ventil enthält eine Gleichrichterplatte 1 und zwei Metallplatten 2. Die Metallplatten berühren mit ihren Kontaktflächen X die

gegenüberliegenden Seiten der Gleichrichterplatten ι jedes Ventils. Jede Gleichrichterplatte ι ist auf beiden Seiten mit einer Halbleiterschicht 7, einem Metallhäutchen 8 und einer Schutzschicht 9 versehen. .

Das Ventil ist zum Gleichrichten eines vollwelligen Wechselstromes geeignet. Die Gleichrichterplatten können beliebig aneinandergereiht werden.

>o In Fig. ι kommt von links nach rech'ts zunächst das Ventil P₄ mit seiner Gleichrichterplatte ι, die an den Laschen 11 von den Metallplatten 2 durch Ringe / isoliert ist. Die Metallplatten 2 sind durch Metallstreifen C verbunden, die als Brücke über den Zwischenraum zwischen den Platten gelegt sind. Dann kommt das Ventil P₃. Mit der flachen Rückseite einer der Metallplatten 2 dieses Ventils steht die flache Seite einer Metallplatte 2 von P₄ in Berührung. Ein Metallstreifen S wird zweckmäßigerweise zwischen diese in Kontakt befindlichen Rückseiten gelegt, um eine sichere Verbindung herzustellen, mit der der Leiter /— verschweißt, verlötet oder verschraubt werden kann. Außerdem kann der Metallstreifen 6* bei s mittels einer Polklemme oder Klammer mit der negativen Leitung des Ladestromes verbunden werden.

Zwischen die Ventile P₃ und P₁ ist eine Isolierplatte I₁ gelegt. Ebenfalls liegen zwischen den Metallplatten 2 und der Gleichrichterplatte ι des Ventils P₁ an den Laschen 11 Isolierringe /. Die Metallplatten 2 sind, wie schon beschrieben, auf der anderen Seite ³S mittels eines Metallstreifens C verbunden.

Bei dem Ventil P₂ sind die Metallplatten 2 in gleicher Weise verbunden, und die Platte 1 ist ebenfalls an den Laschen isoliert von ihnen. Zwischen den Ventilen P₁ und P₂ Hegt ein Isolierpapier I₂. Die Gleichrichterplatten 1 dieser letzten beiden Ventile P₁ und P₂ ^suld durch einen Metallstreifen C₁ verbunden, der mit dem Leiter J-\- verschwelst, verlötet oder mittels einer Schraube, Polklemme oder Klammer bei S₁ verbunden ist und auf diese Weise den positiven Pol des Ladestromes bildet.

Die Gleichrichterplatten 1 der Ventile P₃ und P₄ und die Metallplatten 2 der Ventile P₁ und P₂ sind mit den Metallstreifen J₁, J₃, J₂, J₄ versehen, von denen Leiter JP und JM zur Sekundärwicklung T₁ des Transformators T führen. Die Leiter J₁ und J₂ sind mit dem einen Ende JM und die Leiter /₃ und J₄ mit dem anderen Ende JP der Transformatorwicklung T₁ verbunden. Der Transformator T kann beliebig viel, z. B. zwei Sekundärwicklungen T₁ und T₂ haben. Die Wicklung T₂ ist mit einem weiteren Gleichrichter PX verbunden.

An den Stellen 26 der Laschen 11, an denen die Verbindungsstreifen Z₁, J₃ und C₁ angebracht sind, sind die verschiedenen Schichten 7, 8 und 9 entfernt oder überhaupt fortgelassen, damit der Strom hier unmittelbar übergehen kann.

Weitere Ventile können auf denselben isolierten Bolzen 13 zwischen den Endplatten 17 und den Isolierplatten I₃ aufgebracht werden. Die Vorrichtung kann auch \^Tergrößert werden, indem man mehrere Platten auf einem zweiten Bolzenpaar 13 anordnet und beide Blöcke durch genügend große Platten 17 (27) verbindet.

Beim Betrieb des Gleichrichters fließt der Strom vom Transformator T in der Richtung der Pfeile α den Leiter JM entlang nach Ventil P₁, geht von den Platten 2 nach der Platte 1 und dann über S₁ und Leiter /+ zum Ladestrom. Von dort fließt der Strom über / — und S zu den Platten 2 von Ventil P₄ und über /₈ in Richtung des Pfeiles b durch JP zum Transformator T zurück. Nach Umkehrung des Stromes fließt dieser vom Transformator T in der Richtung des Pfeiles c über JP "s und J₄ nach den Platten 2 von P₂ und dann zu Platte ι von P₂ weiter über C₁ und 7+ in den Ladestromkreis und zurück über J—, Verbindung 5" zu den Platten 2 von P₃, dann nach Platte ι von P₃ und über J₁ in Richtung des Pfeiles d längs JM zum Transformator zurück.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrisches Ventil, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte als Gleichrichterplatte dient, die aus einer Legierung aus etwa 1000 Teilen Kupfer und etwa 0,7 bis 0,9 Teilen Silber besteht, die mit einer Oxydschicht der gleichen Legierung und mit einem durch oberflächliche Reduktion dieser Oxydschicht entstandenen Häutchen der Legierung versehen ist, und eine Schutzschicht aus schwer oxydierbarem Metall, z. B. Zinn, trägt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen