DE659352C

DE659352C - Verfahren zur Herstellung elektrischer Durchschlagsicherungen

Info

Publication number: DE659352C
Application number: DEA80868D
Authority: DE
Inventors: George J Meyers
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1935-10-24
Filing date: 1936-10-25
Publication date: 1938-05-02

Description

Verfahren zur Herstellung elektrischer Durchschlagsicherungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Durchschlagsicherungen, die aus einem Kontaktstück mit auf einer oder beiden Seiten des Stückes vorgesehenen dielektrischen Metalloxydschicht bestehen, welche, sobald die Durchschlagsicherung einer Spannung oberhalb eines bestimmten Wertes ausgesetzt wird, durchschlägt und dem elektrischen Strom freien Durchgang gewährt.
Die Erfindung ist vornehmlich für derartige Durchschlagsicherungen anwendbar, die aus Kupfer bestehen und mit einer Kupferoxydschicht bedeckt sind. Derartige Metalloxydschicht-Durchschlagsicherungen haben im <<Ilgemeinen einen Durchschlagswert innerhalb eines bestimmten Spannungsbereiches, dessen Höhe durch die jeweilige Anwendungsart der Durchschlagsicherung bestimmt ist. Z. B. haben die Durchschlagsicherungen bei der Straßenbeleuchtung, bei der die Lampen in Reihe angeordnet sind, zweckmäßig Spannungsbereiche von 5o bis 9o Volt, roo bis aoo Volt und 25o bis 300 Volt, je nach Größe und Charakteristik der verwendeten Lampen. Selbstverständlich können die Durchschlagswerte auch höher oder tiefer und innerhalb anderer Grenzwerte liegen.
Bei der Massenherstellung von Schichtdurchschlagsicherungen ist es bisher schwierig gewesen, diese so herzustellen, daß die Durchschlagsspannung gleichmäßig innerhalb eines gewünschten Spannungsbereiches liegt. Dies gilt vor allem für Durchschlagsicherungen niederer Durchschlagsspannungen, etwa im Bereiche von 5o bis 9o Volt. So ergeben die durch ein bekanntes Verfahren hergestellten Durchschlagsicherungen nur zu 300/01 Durchschlagsspannungen innerhalb des gewünschten Bereiches. Es ist nun Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Verfahren anzugeben, um die Massenherstellung der Durchschlagsicherungen mit einer bestimmten Durchschlagsspannung zu ermöglichen.
Gemäß der Erfindung wird ein Konthl@t-, stück, beispielsweise Kupfer, zunächst mit einer Oxydschicht versehen, deren Stärke größer ist als für die betreffende Durchschlagsspannung erforderlich wäre. Der überschuß der Schichtstärke wird darauf so weit entfernt, daß eine dielektrische Schicht von einer solchen Stärke übrigbleibt, die der betreffenden Durchschlagsspannung entspricht. Zu diesem Zweck wird das Kupfer zweckmäßig in einem Ofen eine bestimmte Zeitdauer und bis zu einer gewissen Temperatur erhitzt, wonach dann die überschüssige Schichtstärke, etwa durch Säure, entfernt wird. Zwecks Vergütung wird ?Lbschließend die Oxydschicht des Kontaktstückes nochmals erhitzt.
Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, 970.'o aller durch Massenfabrikation hergestellten Durchschlagsicherun= gen mit einer Durchschlagsspannung innerhalb des gewünschten Bereiches herzustellen.
Zum besseren Verständnis der Erfindung möge das Verfahren zur Herstellung einer Kupferoxydschicht-Durchschlagsicherung mit einer Durehschlagsspannung innerhalb des Bereiches von 5o bis go Volt näher erläutert werden.
Ein Kupferstreifen bestimmter Größe und Dicke wird in einen Ofen gebracht, dessen Temperatur zur schnellen Oxydation des Streifens ausreichend ist. Vorzugsweise wird hierzu eine Temperatur von 1o55° C verwendet. Die Dauer der Wärmebehandlung in dieser Temperatur hängt von der Art des Ofens und vor allem von der gewünschten Dicke der zu erzeugenden Oxydschicht . ab. Für derartige Kupferoxydschichten, die bei 5o bis go Volt Spannung durchschlagen, wird der Kupferstreifen etwa ; Minuten im Ofen gelassen. Hierbei bildet sich eine Oxydschicht, die einer Durchschlagsspannung von etwa 220 Volt Spannung entspricht. Nach Entfernung aus dem Ofen wird der Streifen an der Luft etwa bis zur Raumtemperatur abgekühlt.
hm sodann die Oxydschicht auf die bestimmte Dicke entsprechend einer Durchschlagsspannung von 5o bis go Volt zurückzuführen, werden die Streifen mit einer Säurelösung behandelt, die beispielsweise aus 35 Teilen handelsüblicher Schwefelsäure und i ooo Teilen Wasser besteht. In dieser Lö= sung werden die Streifen so lange gehalten, bis die Oxydschicht auf die bestimmte Stärke zurückgegangen ist. Bei einer derartigen Oxydation bildet sich zunächst auf dem Kupferstreifen eine Schicht roten Oxyds (Cu, O und darauf eine solche schwarzen Oxyds (Cu O ,welche dann durch die Säurebehandlung auf die gewünschte Schichtdicke herab-'gesetzt wird. Diese beträgt bei einer Durchsehlagsspannung von 50 bis 9o Volt etwa .5 (?.'o der ursprünglichen Cti 0-Schlcht.
Zwecks nochmaliger Erhitzung wird der Kupferstreifen innerhalb eines vorgewärmten Behälters, -dem ein geringer Luftstrom zugeführt wird, in den Glühofen gebracht. Die Temperatur des Behälters mag etwa zwischen 300 und 6oo° C liegen. Zweckmäßig wurde eine Temperatur von 538° C gefunden, wobei die Streifen so lange dieser Temperatur ausgesetzt werden, bis sie selbst diese angenommen haben. Der Behälter wird dann aus dem Glühofen genommen und sein Inhalt zur Abkühlung in ein Bad geworfen, welches eine Temperatur von io bis 40°, mit anderen Worten Zimmertemperatur, hat. Zur Trocknung wird vorzugsweise ein Luftstrom mit einer wenige Grade tieferen Temperatur als die des Raumes benutzt.
In der Zeichnung ist in der Abb. i ein Metallstreifen 4, etwa aus Kupfer, dargestellt, der. durch Linien 5 in geeignete Stücke eingeteilt ist. Die Abb.2 zeigt einen vergrößerteii Querschnitt des geglühten Streifens. Mit 6 ist die Schicht des roten Oxyds und mit ; die des schwarzen Oxyds angedeutet, die beide etwa von gleicher Schichtstärke sind. Die Abb.3 stellt denselben Schnitt nach Behandlung mit der Säurelösung dar.

Claims

PATE XTAxsrrÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung elektrischer Durchschlagsicherungen mit Metalloxydschichten, insbesondere als überspannungsschutz für elektrische Apparate, dadurch gekennzeichnet; daß die Stärke der zuveckmäßig mittels Wärmebehandlung erzielten Oxydschicht auf dein Kontaktstück ztinächst größer gemacht wird als die gewünschte, einer bestimmten Durchschlagsspannung entsprechende Schichtstärke und diese größere Schichtstärke dann auf die gewünschte herabgemindert wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Kupfer lediglich die Schicht des schwarzen Oxyds (Cu0'# @ in ihrer Schichtstärke vermindert wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtstärkenverminderung in einer Säurelösung erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in gleiche Längen unterteilten Kupferstreifen, nachdem ihre Oxydschicht eine einer bestimmten Durchschlagsspannung entsprechende