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Kontaktgleichrichter Bekanntlich wurden bisher Kupferoxydgleichrichter
vielfach durch Zusammenbau einer Anzahl ringförmiger oxydierter Kupferscheiben auf
einem durchgehenden Bolzen hergestellt. Bei -diesen Einrichtungen war eine Seite
der Kupferscheiben von Oxyd befreit und ,stellte einen Anschlußpol einer Scheibeneinheit
@dar. Der andere Anschlußpol bestand aus einer Bleischeibe, die auf .die oxydierte
Seite der Scheibe unter starkem Druck @aufgepreßt war, um damit einen :guten elektrischen.
Kontakt zu sichern. Fast jede gewünschte Anzahl solcher Scheiben konnte auf einem
den ;durchgehenden Bolzen bedeckenden Isolierrohr befestigt werden, jedoch war es
mit Rücksicht auf gleichmäßige Druckverteilung und gute Stromableitung nicht möglich,
den äußeren Durchmesser der Scheiben größer als etwa 3$ mm zu machen. Diese Größe
ist ungefähr als handelsübliche Norm eingeführt worden. Eine einzige Scheibe dieser
Größe ,konnte mit einem Gleichstrom von etwa o,4: Ampere belastet werden, wenn die
Scheibe mit Kühlrippen versehen war.
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Waren höhere Ströme :als diese erforderlich, so verband man eine Anzahl
solcher Scheibeneinheiten miteinander.
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Einrichtungen dieser Art weisen. jedoch eine Reihe von Nachteilen,
und zwar sowohl bezüglich der Herstellung und oder Kosten als auch hinsichtlieh
des
Raumbedarfs auf. Die Einrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht dagegen die Herstellung
von Gleichrichtern bedeutend höherer Stromausbeute, wobei .auf einem einzigen durchgehenden
Bolzen eine Anzahl von Gleichr.ichterscheiben mit größerem äußerem Durchmesser angeordnet
werden können.
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Die Erfindung besteht aus einem Kontaktgleichrichter, bei dem die
beiden entgegengesetzten Seien jeder aus einer Kupferplatte bestehenden Gleichrichterscheibe
oxydiert sind und auf jeder Seite ein Metallblech angeordnet ist, das mit der oxydierten
iSeite in Berührung steht, wobei die Kupferplatte mindestens ein Loch aufweist"das
am Rand frei von Oxyd ist, und die Innenseite des einen Metallbleches; das sich
radial nach innen erstreckt; und ein Loch von etwa derselben Größe wie das Mittelloch
der Kupferplatte aufweist, von ,diesem Rand isoliert ist. An Stelle der Metallbleche
kann vorteilhafterweise ein Überzug aus einem z. B. aufgespritztem Metall treten,
der einen großen Teil beider Seiten jeder Gleichrichterscheibe bedeckt, deren Oberfläche
beinahe vollständig oxydiert ist. Hierdurch wird die Anwendung hoher Drucke vermieden,
wie sie bei der Anwendung von Bleikontaktscheiben benötigt werden. Die bekannte
Art und Weise des Zusammenbaues aus leicht hergestellten runden Seheiben mittels
eines durchgehenden Bolzens wird beim Gegenstand der Erfindung zweckmäßigerweise
beibehalten. Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und
in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt.
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So zeigt die Fig. z .einen Kupferoxyd-gleichrichter im Querschnitt
und Fig.2 in Seitenansicht; die Fig.3 ,und ¢ stellen Ansichten der entgegengesetzten
Seiten eines Gleichrichterelementes dar; Fig. 5 ist ein Querschnitt einer besonderen
Ausführungsform .der zusammengebauten Einheit, bei der keine Luft zu der oxydierten
Kupferscheibe gelangen kann; in Fig. 6 ist eine Gleichrichtcrscheibe in Ansieht
und in Fig. 7 im Querschnitt dargestellt, die- bei verstärkter oder künstlicher
Kühlung des Gleichrichters mit Vorteil verwendet wird.
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In Fig. r -ist aderdurchgehende Bolzen z aus Stahl und mit einer isolierenden
Hülse 2 aus Fiber oder einem anderen. Isoliermaterial umgeben. Auf dieser Hülse
sind vier einzelne Gleichrichterscheiben angeordnet. Die Anzahl dieser Seheiben
hängt u. a. von der Spannung ,des gleichzurichtenden Stromes ab.
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Jede Glechrichterscheibe besteht aus einer Kupferscheibe 3, die zweckmäßig
rund ist und in der Mitte ein Loch aufweist, durch welches die Hülse 2 gerade hindurchgeführt
werden kann. Die Kupferscheibe 3 an sich kann in der .bekannten Weise hergestellt
werden. Auf deren. beiden Seiten ist je eine Oxydschicht 4 aufgebracht. Das Mittelloch
der Scheibe kann mindestens auf einer Seite etwas versenkt sein, wobei die Oxydschicht
auf einer radialen Fläche, die der ,Dicke der metallenen Abstandshülse 5 entspricht,
entfernt wird. Die beiden einander entgegengesetzten Seiten oder oxydierten Scheibe
können :durch ein geeignetes Verfahren vorzugsweise nach Auftragen .einer kolloidalen
Graphitauflage auf die Oxydfiäche mit einer Auflage von Zinn, Zink,. Silber oder
anderem geeignetem Material überzogen; werden. Es ist auch möglich, auf die Oxydfläche
eine Metallauflage zu bringen, die mit einer Scheibe 6 aus Stahl, Zinn oder Zink
bedeckt ist. Wie aus Fi,g.2 und den Fig. 3 und 4 hervorgeht, muß die metallische
Auflage so aufgebracht werden, daß sie einen ringförmigen Rand an .dem äußeren Rand
er Scheibe unbedeckt läßt.
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Auf der einen Seite der Scheibe 3 ist, wie in Fig. q. :gezeigt ist,
idie Scheibe 6 oder der Überzug so angebracht, @daß er um .das Mittelloch herum
einen blanken metallischen Rand 7 frei läßt, während auf der anderen Seite der Scheibe
3 eine Fischpapierdichtung 8 angebracht ist, um den um das Mittelloch herum bestehenden
Rand aus blankem Kupfer abzudecken. Die Platte 6 oder der -aufgespritzte Überzug
erstreckt sich radial nach innen zudem, Randdes Mittelloches. Wie in Fig. z dargestellt,
gestattet diese Bauart !den Zusammenbau von zwei oder mehr Gleichrichterscheiben
auf dem Isolierrohr 2 in der Weise, .daß die Metallhülsen 5 die Scheiben trennen
und einen elektrischen Kontakt zwischen dem blanken Mittelrand 7 der einen Scheibe
3 und ,dem Metallblech 6 der nächsten Scheibe herstellen. Eine elektrische Kontaktstange
9, die .zwischen .den Metallhülsen. 5 in der Mitte der Einrichtung eingeklemmt ist,
bildet ein- geeignetes Mittel, um von dem -mittleren Paar der Gleichrichterscheiben
Strom an außenliegende Stromkreise zu leiten. Vier oder jede andere gerade Zahl
der vorgenannten Gleichrichterscheiben können auf der Isolierhülse 2 zusammengebaut
werden, wobei der durchgehende Bolzen z mit .einem Paar isolierender Endhülsen r
z, Endscheiben 12 und Federscheiben 13 versehen wird und mit Hilfe der Muttern 14
die Teile fest zusammengehalten werden. Bei den in den Fig.2, 3 und 4 dargestellten
Ausbildungsformen des Erfindungsgegenstandes können jede beliebige Anzahl, z. B.
drei Federklammern 15, zur Herstellung eines Kontaktes zwischen den gegenüberliegenden
Platten 6 oder aufgespritzten Metallauflagen bei jeder Scheibe angewandt werden.
Diese Klammern: werden zweckmäßig festgelötet, bevor die Scheiben endgültig auf
die Isolierhülse ,2, aufgebracht werden.
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Soll die Kupferscheibe 3 so :abgeschlossen wer-.den, daß sie mit oder
Luft des Raumes nicht in Berührung kommt, werden gemäß Fig. 5 die Platten 6 in ihrem
äußeren Teil so geformt, daß sie die Kante der Kupferplatte 3 nicht berühren, jedoch
die Scheibe 3 umschließen (ausgenommen solche Platten, ,deren Auflage 4 so dick
-ist, daß solche Biegung unnötig ist). Die so erhaltene äußere Naht ist z. B. ,durch.
Löten gasdicht abgeschlossen. Diese Deckplatten können einander
gleich
sein, mit Ausnahme der einen, die an die Seite angrenzt, auf der ?die Fischpapierscheibe
aufgebracht ist, und die sich radial nach innen in Kontakt mit der Isolierhülse
2 erstreckt, während die andere Deckscheibe ein Mittelloch mit einem größeren Durchmesser
als der Verbindungsring 5 besitzt, so -daß sie mit,dem letzteren außer Berührung
steht. Die Metallringe 5 sind je durch einen Ring aus Isoliermaterial abgedeckt,
der sie vor äußeren Einflüssen schützt. Dieser Isolierring hat einen ;größeren@äußeren
Durchmesser ,als der innere Durchmesser der letztgenannten Deckplatte. Anstatt eines
Ringes ,aus Isoliermaterial zur Abdeckung der äußeren Fläche der Verbindungshülse
5 kann die letztere auch mit F'irnfs oder Lack überzogen werden. Eine solche Schutzschicht
aus Firnis oder Lack kann auch angewendet werden, um die Verbindungsstelle an jedem
Ende des Isolierringes zu versiegeln, wenn der letztere als Abdeckung für idie Verbindungshülse
5 verwendet wird. Bei Anwendung des Gleichrichters in einer Säure- oder andere korrodierende
Gase enthaltenden Atmosphäre kann die Oberfläche der Deckplatten und des Bolzens
:mit einer nicht korTodierernden Schutzschicht versehen werden.
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Wenn eine besonders starke Kühlung ;des Gleichrichters erforderlich
ist, wird der Durchmesser der Platte 6 auf der Seite neben der Fischpapierscheibe
8 bedeutend größer gemacht als der -der Kupferscheibe 3, wie in -den Fig.6 und 7
dargestellt ist. Eine solche Kühlplatte kann für jede Gleichrichterscheibe vorgesehen
sein, und stellt eine große Kühlfläche her, durch welche die durch den elektrischen
Strom erzeugte Wärme entweder mittels Flüssigkeits- oder Luftkühlung abgeleitet
wind. In einem .solchen Falle können die Federklammern 15 (s. Fig.2, 3 und 4) durch
einzelne Fe-derh 16 ersetzt werden, .deren eines Ende an der Kühlplatte 6 mit großem
Durchmesser befestigt ist und deren anderes Ende auf der anderen Platte 6 aufliegt.
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Die in Fi,g. i und 2 gezeigte Gleichrichterscheibe stellt vier Halbwellengleichrichter
dar, wobei der Anschlußpol9 der positive Pol eines außenliegenden Stromkreises ist,
wenn eine Wechselspannung von .einer Sekundärwicklung 17 eines Transformators zwischen
Polen, die mit den aufgespritzten Metallüberzügen oder Abdeckplatten der Röhre und
den Gleichrichterschefben verbunden sind, aufgedrückt wird.
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Außer Platten kreisförmigen Umfanges und mit mehr als einem Bolzen
können auch anders geformte Teile verwendet werden.
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Beispielsweise bestehen die Kupferplatten der Fig. i aus Kupferblech
von .etwa i,2,mm Dicke und etwa ioomm äußerem Durchmesser mit einem Mittelloch von
etwa 12 mm Durchmesser. Die Deckplatten 6 bestehen aus Zinnblech von 0,25
.bis o,5 mm Dicke und etwa 8o mm äußeren Durchmessers. Das Mittelloch eines solchen
Plattensatzes hat denselben Durchmesser wie .das Mittelloch der Kupferplatte 3,
während das Mittelloch indem anderen Deckplattensatz einen Durchmesser von etwa
-37 mm hat. Die Federklammer 15 kann aus Stahldraht von etwa 1,2 mm Durchmesser
und einer Gesamtlänge von 37 mm sein.
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In der Einrichtung nach Fig. 5 können die Ausmaße der Kupferplatte
3 dieselben sein, wie die oben für Fig. i angegebenen. Das Mittelloch ,der einen
teckplatte kann dieselbe Größe haben n@ wie dasjenige der- Kupferplatte 3, während
das Mittelloch der -anderen Deckplatten einen Durchmesser von etwa 18 mm hat. Das
Material und die Dicke dieser Deckplatten kann .dieselbe sein, wie bei Fig. i beschrieben,
mit einem äußeren Durchmesser von etwa 115 mm. Der Abstand zwischen der Kante der
Kupferplatte 3 und dem nächstliegenden Teil der Deckplatten 6 beträgt etwa 2,5 ;bis
13 mm. Die leitende Hülse 5 hat einen äußeren Durchmesser von etwa 16 mm und eine
Länge von etwa 15 mm. Die Isolierhülse 18 .der Ausführung nach Fig. 5 besitzt einen
äußeren Durchmesser von etwa 20 mm.
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Die Erfindung kann sowohl bei Kupferoxyd- als auch bei Kupfersulfrd@gleichrichtern:
oder .anderen elektrischen Stromkreiselementen mit gleichen Vorteilen zur Anwendung
gebracht wenden, in denen die Eigenschaften einer Verbindung zwischen einer Scheiben-
oder Plattenoberfläche und .davon chemisch verschiedenem Material ausgenutzt werden.