DE582251C - Verfahren zur Herstellung eines auf elektrolytischem Wege mit einem schlechtleitenden UEberzug versehenen Drahtes, der in Abschnitte zu zerschneiden ist - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung eines auf elektrolytischem Wege mit einem schlechtleitenden Überzug versehenen Drahtes, der in Abschnitte zu zerschneiden ist. Dieser Überzug kann ins-• besondere, falls die Drahtabschnitte als Glühkathoden verwendet werden sollen, zur Erhöhung der Elektronenemission dienen. Auch kann der Überzug beispielsweise für Isolierzwecke benutzt werden. Es ist bereits bekannt, die Überzüge auf einem langen Draht herzustellen, der ununterbrochen durch ein elektrolytisches Bad bewegt wird. Von diesem Draht werden dann Stücke von der gewünschten Länge abgeschnitten. Die beispielsweise an Stromzuführungen festzuklemmenden Enden der Drahtabschnitte müssen jedoch von der Überzugsmasse befreit sein, um einen guten Kontakt zu erzielen.

ao Es ist bereits bekannt, beim Überziehen des langen, erst später zu unterteilenden Drahtes an denjenigen Stellen, an denen er nachher zerschnitten werden soll, das Aufbringen der Über- - zugsmasse durch periodische Ausschaltung der Badspannung und damit auch der Niederschlagung zu unterbrechen. Zwar wird dadurch an den betreffenden Stellen des Drahtes die Erzeugung eines Überzuges vermieden, jedoch sind diese Stellen des Drahtes unsauber, weil

z. B. der während der Unterbrechung nicht an Spannung liegende Elektrolyt den Draht verunreinigt. Es bedürfen daher die vom Überzug frei gelassenen Stellen des Drahtes einer besonderen Reinigung.

Die Erfindung bezweckt, die vom Überzug frei gelassenen Stellen des Drahtes schon bei der Herstellung des Überzuges auf dem Draht so sauber zu gestalten, daß eine besondere Reinigung nicht mehr erforderlich ist.

Es hat sich herausgestellt, daß, wenn man beim Stromdurchgang durch ein elektrolytisches Bad die angelegte Spannung allmählich steigert, zunächst noch ein Zustand besteht, bei dem ein Niederschlag nicht erzeugt wird. Dagegen entsteht bei diesen Spannungen Wasserstoff. Erst von einer gewissen Spannung an bildet sich auf dem Draht ein haftender Überzug. Zwischen diesen beiden Zuständen findet ein sprunghaftes Absinken der Stromstärke statt, die dann allmählich wieder ansteigt.

Gemäß vorliegender Erfindung wird die vorher erwähnte physikalische Erscheinung bei der Herstellung eines auf elektrolytischem Wege mit einem schlecht leitenden Überzug versehenen Drahtes, der in Abschnitte zu zerschneiden ist, ausgenutzt. Die Erfindung besteht darm, daß der Draht durch einen Elektrolyten bewegt wird, dessen Stromcharakteristik bei steigender Spannung eine sprunghafte Änderung aufweist, wobei der Stromkreis, in den der Draht und der Elektrolyt eingeschaltet sind, jeweils periodisch eine oberhalb des der sprunghaften Änderung der

Stromstärke entsprechenden Spannungswertes liegende Spannung erhält, wenn ein Überzug gebildet werden soll, und eine unterhalb dieses Spannungswertes liegende Spannung erhält, wenn eine Überzugbüdung nicht stattfinden soll. Dadurch, daß beim Erfindungsgegenstand im Gegensatz zu dem obenerwähnten bekannten Verfahren zur elektrolytischen Erzeugung eines Überzuges auf einem Draht bei der Berührung ίο der vom Überzug frei zu haltenden Stellen mit dem Elektrolyt der Strom nicht ausgeschaltet, sondern die Spannung in der angegebenen Weise geändert wird, ist der technische Fortschritt erzielt, daß die vom Überzug frei gelassenen »5 Stellen große Reinheit erhalten, weil durch die reduzierende Wirkung des bei verhältnismäßig geringer Spannung im Elektrolyt erzeugten Wasserstoffs an den vorgenannten Stellen alle Unsauberkeiten oder eine etwa vorhandene Oxydschicht von dem Draht entfernt werden. Auch ist verhindert, daß durch die den Draht dauernd benetzende Flüssigkeit auf der Drahtoberfiäche eine verunreinigende Schicht, die bei Stromunterbrechung entstehen würde, gebildet wird. Beim Erfindungsgegenstand ist daher falls die Enden der Drahtabschnitte mit Strom, Zuführungen in Verbindung gebracht werdensollen, ein guter Kontakt zwischen den vom Überzug frei gelassenen Stellen der Drahtabschnitte und den Stromzuführungen .gewährleistet.

Eine einfache und sicher wirkende Einrichtung zur Erzielung der gewünschten Spannungsverringerung ist nach der Erfindung dadurch geschaffen, daß eine selbsttätig, entsprechend der Bewegung des Drahtes gesteuerte Stromschlußvorrichtung vorgesehen ist, welche mit einem Spannungsteiler, von dem die Spannung für den aus dem Draht und dem Elektrolyt gebildeten Stromkreis abgenommen ist, derartig zusammenwirkt, daß an den mit dem Überzug zu versehenen Stellen des Drahtes eine Spannung eingeschaltet ist, die oberhalb der dem sprunghaften Absinken der Stromstärke entsprechenden Spannung liegt, und daß bei Berührung jeder rein zu haltenden Stelle des Drahtes mit dem Elektrolyt an den Stromkreis die Spannung gelegt wird, die unterhalb der dem sprunghaften Absinken der Stromstärke entsprechenden Spannung liegt.

Soll mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung der mit dem Überzug versehene Draht in Abschnitte zerschnitten werden, die als Glühkathoden für Entladungsgefäße benutzt werden sollen, so wird nach der Erfindung zweckmäßig als Elektrolyt ein ameisensaures Erdalkalimetallsalzbad verwendet.

Auf der Zeichnung ist eine Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen schematisch dargestellt.

Fig. ι veranschaulicht das Schaltungsschema einer Einrichtung, bei welcher der Draht durch ein elektrolytisches Bad hindurchgeführt wird.

Fig. 2 ist eine Einzeldarstellung eines Draht-Stücks im großen Maßstab.

Fig. 3 veranschaulicht die Stromspannungskennlinie der Elektrolyse.

Fig. 4 stellt das Schaltungsschema einer anderen Ausführungsform der Einrichtung dar, bei welcher der Draht mit dem Elektrolyt übergössen wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 wird der mit dem Überzug für die Elektronenemission zu versehende Draht 1 auf eine nicht dargestellte, ununterbrochen wirkende Aufspulvorrichtung an sich bekannter Art aufgewickelt. Der Draht 1 läuft über Rollen 2, 3, 4, 5, 6. Die Rolle 4 ist in einem metallischen Behälter 7 drehbar, der den Elektrolyt 8 enthalt. Als Elektrolyt kann beispielsweise ein ameisensaures Erdalkalimetallsalzbad dienen. Bei der Bewegung über die Rolle 4 wird der Draht 1 durch den Elektrolyt 8 hrndurchgeführt. Der Behälter 7 ist mit dem einen Ende der als Spannungsteiler ausgebildeten Wicklung 9 einer Stromquelle verbunden. Als Stromquelle wird zweckmäßig eine Wechselstromquelle 10 hoher Periodenzahl verwendet. Das andere Ende der Wicklung 9 steht über die Rolle 6 mit dem Draht 1 in elekirischer Verbindung. Der Abzweigpunkt 11 des Spannungsteilers 9 ist mit einem Schleifkontakt 12 verbunden, der auf einem Isolierstück 13 befestigt ist. Das Isolierstück 13 trägt noch einen zweiten Schleifkontakt 14, der einerseits mit dem Behälter 7 und anderseits mit dem · Spannungsteiler 9 verbunden ist.

Die Schleifkontakte 12,14 berühren eine drehbar gelagerte Scheibe 15, die aus Isolierstoff besteht und mit einem Metallsegment 16 versehen ist. Während eines Teils jeder Umdrehung der Scheibe 15 schließt das Metallsegment 16 den Strom zwischen den Schleifkontakten 12,14. Am Umfang der Scheibe 15 ist eine Kegelverzahnung 17 vorgesehen, in welche ein Kegelrad 18 greift. Dieses Kegelrad ist am unteren Ende einer drehbar gelagerten senkrechten Welle 19 angebracht, an deren oberem Ende ein Kegelrad 20 befestigt ist. Das Kegelrad 20 greift· in ein mit der Rolle 2 verbundenes Kegelrad 21. Wird die Rolle 2 bei der in der Pfeilrichtung er- ^ folgenden Bewegung des Drahtes 1 gedreht, so wird die Drehung dieser Rolle durch das vorher erwähnte Kegelradgetriebe auf die mit dem Stromschlußsegment versehene Scheibe 15 übertragen.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende:

Der Draht 1 wird in an sich bekannter Weise dauernd durch das elektrolytischej Bad 8 gezogen. Bei der Bewegung des Drahtes 1 wird durch das Kontaktstück 16 der sich dauernd

selbsttätig entsprechend der Geschwindigkeit der Rolle 2 drehenden Scheibe 15 periodisch der Strom zwischen den Schleifkontakten 12,14 geschlossen. Solange bei der Drehung der Scheibe 15 die Schleifkontakte 12,14 den isolierten Teil der vorgenannten- Scheibe berühren, sind beide Abschnitte 22, 23 des Spannungsteilers 9 in den Stromkreis, in dem der Draht 1 und der Elektrolyt 8 liegen, eingeschaltet. Der Strom fließt in diesem Fall vom Abschnitt 23 ' des Spannungsteilers 9 zum Gehäuse 7, dann durch den Elektrolyt 8 und den Draht 1 über die Rolle 6 zum Abschnitt 22 des Spannungsteilers. Die Spannung dieses Stroms ist verhältnismäßig hoch und entspricht dem Punkt 24 des Diagramms in Fig. 3. Bei dieser verhältnismäßig hohen Spannung wird durch die Wirkung des elektrolytischen Bades 8 ein beispielsweise zur Elektronenemission bestimmter Überzug auf den gerade durch den Elektrolyt 8 hindurchgeführten, in Fig. 2 mit 25 bezeichneten Teil des Drahtes 1 hervorgerufen.

Sobald bei der Drehung der Scheibe 15 das Metallsegment 16 mit den Schleifkontakten 12, 14 in Berührung kommt, wird der Teil 23 des Spannungsteilers 9 kurzgeschlossen. Der Strom fließt jetzt nur über den Abschnitt 22 des Spannungsteilers und dann vom Abzweigpunkt 11 über den Schleifkontakt 12, das Metallsegment 16 und den Schleifkontakt 14 zum . Behälter 7.

Die Spannung sinkt daher in dem Stromkreis, in dem der Elektrolyt 8 und der Draht 1 liegen, bis zum Punkt 26 des Diagramms nach Fig. 3.

Der Spannungsteiler 9 ist so ausgebildet, daß die eingangs geschilderte Unstetigkeit der Charakteristik, d. h. die starke Schwankung der Stromstärke, zwischen den Spannungen liegt, die den Punkten 24 und 26 des Diagramms entsprechen. Der bei der Erhöhung der Spannung vom Punkt 26 bis zum Punkt 24 sprunghaft eintretende starke Abfall und darauf wieder erfolgende Anstieg der Stromstärke ist im Diagramm mit 27 bezeichnet.

Bei der während des Gleitens des Metallsegments 16 an den Schleiffedern 12,14 herbeigeführten verminderten Spannung wird die Stelle 28 (Fig. 2) des Drahtes 1 durch den Elektrolyt 8 hindurchgeführt. Der unterhalb des Punktes 27 (Fig. 3) in der Stromcharakteristik liegende Spannungsbereich ruft keine Emissionsschicht auf dem Draht hervor, jedoch wird infolge der bei der verminderten Spannung im Elektrolyt 8 eintretenden Erzeugung von naszierendem Wasserstoff eine stark reduzierende Wirkung auf die Oberfläche des Drahtes 1 ausgeübt, so daß die Stelle 28 (Fig. 2) eine große Reinheit erhält. Erst oberhalb des Punktes 27 in der Stromcharakteristik ist es möglich, eine festhaftende Emissionsschicht auf dem Draht ι hervorzurufen. Die Lage und Größe des Sprunges bezüglich der Stromstärke ändert sich mit der Beschaffenheit des Elektrolyts. *

Der vorher geschilderte Vorgang wiederholt sich dauernd bei der 'Bewegung des Drahtes 1 und der Drehung der mit dem Kontaktsegment 16 versehenen, durch die Rolle 2 gesteuerten Scheibe 15, so daß der Draht 1 abwechselnd mit Emissionsschichten 25 (Fig. 2) und mit blanken Stellen 28 versehen wird.

Durch Verwendung eines einem größeren oder kleineren Kreisabschnitt entsprechenden Metallsegments 16 können je nach dem Verwendungszweck der Glühkathode die Abstände der rein zu haltenden Drahtstellen geregelt werden, d. h. es kann der in Fig. 2 dargestellte Draht 1 beispielsweise auch mit etwas kürzeren, mit den Überzügen versehenen Stellen 25 und mit etwas längeren, rein zu haltenden Stellen 28 versehen oder es können umgekehrt die Stellen 25 noch länger und die Stellen 28 noch kürzer ausgebildet werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 wird der über Rollen 29 und 30 laufende Draht 1 zwischen zwei mit Abstand übereinander angeordneten Behältern 31 und 32 hindurchgeführt. Hierbei wird der Draht 1 mit einer elektrolytischen Flüssigkeit 33 Übergossen, die von dem Behälter 31 in den Behälter 32 strömt. Als Stromquelle dient wiederum beispielsweise eine mit einem Spannungsteiler 9 versehene Wechselstromquelle 10 hoher Periodenzahl. Der Abzweigpunkt 11 des Spannungsteilers ist mit der Schleiffeder 12 des oben geschilderten, mit dem Metallsegment 16 der Isolierscheibe 15 zusammenwirkenden Schleiffederpaares 12, 14 verbunden. Die Scheibe 15 wird durch das vorher erläuterte Kegelradgetriebe von der Rolle 29 angetrieben. Die Schleiffeder 14 ist mit dem Behälter 31 sowie mit dem Abschnitt 23 des Spannungsteilers verbunden. Der Abschnitt 22 des Spannungsteilers steht über die Rolle 30 mit dem Draht 1 in elektrischer Verbindung. Die Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 4 entspricht im allgemeinen dec Wirkungsweise der oben geschilderten Ausfühnmgsform nach Fig. 1. Bei der Berührung des isolierten Teils ' der Scheibe 15 (Fig. 4) mit den Schleifkontakten 12,14 sind beide Abschnitte 22, 23 des Spannungsteilers 9 eingeschaltet, und zwar fließt der Strom vom Abschnitt 23 des Spannungsteilers 9 zum Behälter 31, Elektrolyt 33, Draht 1, Rolle 30 zum Abschnitt 22 des Spannungsteilers. Es wird jetzt, wie oben erläutert ist, ein Überzug 25 (Fig. 2) beim Durchtritt des Drahtes ι durch die elektrolytische Flüssigkeit 33 hervorgerufen. Kommt das Metallsegment 16 mit den Schleiffedern 12,14 in Berührung, so wird der Abschnitt 23 des Spannungsteilers kurzgeschlossen. Der Strom fließt jetzt vom Abschnitt 22 über den Abzweigpunkt 11, Schleiffeder 12, Metallsegment 16, Schleiffeder 14 zum

Behälter 31, Elektrolyt 33, Draht 1, Rolle 30 wieder zum Abschnitt 22. In diesem Fall wird, wie oben dargelegt ist, eine Anschlußstelle 28 (Fig. 2) von großer Reinheit erzeugt.

Claims (3)

1. Patentansprüche:
2. i. Verfahren -zur Herstellung eines auf elektrolytischem Wege mit einem schlechtleitenden Überzug versehenen Drahtes, ^der in Abschnitte zu zerschneiden ist, die insbesondere als Glühkathoden verwendbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht durch einen Elektrolyten bewegt wird, dessen Stromcharakteristik bei steigender Spannung eine sprunghafte Änderung aufweist, und daß der Stromkreis, in den der Draht und der Elektrolyt eingeschaltet sind, jeweils periodisch eine oberhalb des der sprunghaften Änderung der Stromstärke entsprechenden Spannungswertes liegende Spannung erhält, wenn ein Überzug gebildet werden soll, und eine unterhalb dieses Spannungswertes liegende Spannung erhält, wenn eine Überzugbildung nicht stattfinden soll. 2.Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine selbsttätig entsprechend der Bewegung des Drahtes gesteuerte Stromschlußvorrichtung (15,16), welche mit einem Spannungsteiler (9), von dem die Spannung für den aus dem Draht (1) und dem Elektrolyt (8 bzw. 33) gebildeten Stromkreis abgenommen ist, derartig zusammenwirkt, daß an den mit dem Überzug zu versehenden Stellen (25) des Drahtes (1) eine Spannung eingeschaltet ist, die oberhalb der dem sprunghaften Absinken der Stromstärke entsprechenden Spannung liegt, und daß bei Berührung jeder rein zu haltenden Stelle (28) des Drahtes mit dem. Elektrolyt an den Stromkreis eine Spannung gelegt wird, die unterhalb der dem sprunghaften Absinken der Stromstärke entsprechenden Spannung liegt. ■
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolyt eine Lösung eines ameisensauren .Erdalkalimetallsalzes verwendet wird,

   Hierzu i Blatt Zeichnungen