DE1287052B - Verfahren zur Herstellung einer stromleitenden Verbindung zwischen einem Metallstab und einem Anodenstamm aus Graphit - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer stromleitenden Verbindung zwischen einem Metallstab und einem Anodenstamm aus GraphitInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- daß es wichtig ist, die richtigen Hilfsmittel zur durchlung
einer stromleitenden Verbindung zwischen einem greifenden Reinigung der Bleipartikelchen oder Pardie
elektrische Energie aufnehmenden Metallstab, tikelchen aus anderem Pulver zu benutzen, also insbesonders
einem Kupferstab, und einem eine Aus- besondere auch besondere Vorrichtungen zur Vernehmung
aufweisenden Anodenstamm aus Graphit 5 arbeitung der gereinigten Partikelchen, um eine zu-
oder Kohle, wobei der Metallstab in die Ausnehmung verlässige elektrische Verbindung mit niedrigem
mit Blei, Blei und/oder Zinn oder einer Blei-Zinn- ohmschem Widerstand zwischen dem elektrischen
Legierung eingepackt wird. Die Erfindung ist in- Leiter und der Zuleitungsstange oder dem Kohlebock
dessen auch noch auf viele andere Verbindungen mit zu bekommen, an welchem dieser befestigt ist.
niedrigem ohmschem Widerstand und hoher mecha- io Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung nischer Festigkeit nach der Lehre der Erfindung an- eines Verfahrens zur Herstellung einer stromleitenden wendbar, unabhängig von dem Verwendungsort und Verbindung zwischen einem Metallstab und einem der Anbringungsstelle. Anodenstamm aus Graphit oder Kohle, bei dem prak-
niedrigem ohmschem Widerstand und hoher mecha- io Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung nischer Festigkeit nach der Lehre der Erfindung an- eines Verfahrens zur Herstellung einer stromleitenden wendbar, unabhängig von dem Verwendungsort und Verbindung zwischen einem Metallstab und einem der Anbringungsstelle. Anodenstamm aus Graphit oder Kohle, bei dem prak-
Es ist bekannt, eine Verbindung unter Verwen- tisch kein Schrumpfen des Materials auftreten kann,
dung eines geschmolzenen Metalls herzustellen. Da- 15 wodurch der Verbindungswiderstand wesentlich
bei ist es notwendig, den Graphit und den elektri- niedriger ist als in dem Fall der Verwendung eines
sehen Leiter auf eine Temperatur nahe dem Schmelz- geschmolzenen Metalls oder einer Legierung,
punkt der Legierung zu erwärmen, da diese sich Das diese Aufgabe lösende Verfahren ist dadurch
andernfalls vorzeitig verfestigen würde. Selbstver- gekennzeichnet, daß ein besonders mittels Essigsäure
ständlich erhöht das vorherige Erwärmen auch die 20 von Oxidfilmen frei gemachtes metallisches Pulver
Herstellungskosten und erschwert und gefährdet die mit einer solchen Feinheit, daß praktisch das gesamte
Handhabung des Materials. Pulver kleiner als 100 Maschenweite ist und etwa
Es ist gefunden worden, daß ein elektrischer Leiter, 30 bis 95% des Pulvers kleiner als 325 Maschenweite
beispielsweise eine Kupferstange, bequem und mit sind, auf den Boden der Ausnehmung bis zu dessen
Vorteil an einer Zuleitungsstange, einem Graphitstift 25 Bedeckung eingefüllt und anschließend die Metalloder
einem Kohleblock befestigt werden kann, der stange unter Druck eingeführt wird und daß der
eine Ausnehmung aufweist, und daß man diese Be- Raum zwischen Anodenstamm und Metallstange
festigung mit Hilfe von gestampftem und gepreßtem portionsweise mit weiterem metallischem Pulver ge-Bleipulver
vornehmen kann. Außer lOOVoigem Blei- füllt wird, wobei nach jeder· Füllung diese durch
pulver können auch pulverisierte Legierungen aus 30 Stampfen und Pressen verdichtet wird.
Blei und Zinn oder Metallpulver verwendet werden, Bei der Verwendung von Pulver oder einer kleindieim wesentlichen aus beispielsweise 90% Blei oder teiligen Form eines Metalls oder einer Legierung bis zu 90% aus Blei und Zinn bestehen. Benutzt man kann die Verbindung eine vorbestimmte und steuer-Legierungen oder Mischungen aus Blei und Zinn, bare Größe der Spannung oder des Druckes zwidann bestehen diese vorzugsweise aus mindestens 35 sehen dem Graphit und dem elektrischen Leiter (z. B. 25% Blei oder enthalten mindestens 25% Blei, in dem Kupferstab) aufweisen." Dies ist bei einem getypischen Fällen enthalten sie unter Umständen auch schmolzenen Metall nicht möglich, da es beim Abnoch höhere Prozentgehalte an Blei. kühlen fast immer schrumpft.
Blei und Zinn oder Metallpulver verwendet werden, Bei der Verwendung von Pulver oder einer kleindieim wesentlichen aus beispielsweise 90% Blei oder teiligen Form eines Metalls oder einer Legierung bis zu 90% aus Blei und Zinn bestehen. Benutzt man kann die Verbindung eine vorbestimmte und steuer-Legierungen oder Mischungen aus Blei und Zinn, bare Größe der Spannung oder des Druckes zwidann bestehen diese vorzugsweise aus mindestens 35 sehen dem Graphit und dem elektrischen Leiter (z. B. 25% Blei oder enthalten mindestens 25% Blei, in dem Kupferstab) aufweisen." Dies ist bei einem getypischen Fällen enthalten sie unter Umständen auch schmolzenen Metall nicht möglich, da es beim Abnoch höhere Prozentgehalte an Blei. kühlen fast immer schrumpft.
Typische Legierungen aus Blei und Zinn oder auch In der einzigen Figur der Zeichnung ist eine AusMischungen
aus Blei und Zinn, die in Verbindung 40 führungsform einer elektrischen Verbindung nach der
mit den obengenannten metallischen Pulvern be- Erfindung dargestellt. Sie besteht im wesentlichen
nutzt werden können und die obenerwähnten spezi- aus einem kreiszylindrischen Graphitstift oder
fischen Merkmale aufweisen und die im Rahmen der -bolzen 3, dessen Durchmesser 10,16 cm und dessen
Erfindung verwendet werden können, sind in den Länge 31,11 cm beträgt. Dieser Bolzen ist in Rich-Tabellen
für Legierungen oder für pulverisierte 45 tung seiner Längsachse durchbohrt oder auf andere
Mischungen von Metallen auf den Seiten 1535, 1536, Weise mit einer kreiszylindrischen Ausnehmung ver-2188
und 2389 in dem »Handbook of Chemistry and sehen, deren Innendurchmesser 33,34 mm beträgt.
Physics«, 44. Ausgabe 1962-1963, veröffentlicht von Die Außenfläche des Bolzens kann an seinem ge-Chemical
Rubber Publishing Company, zu finden. schlossenen Ende 5 im Bedarfsfalle sehr bequem be-Den
Vorzug verdienen allerdings pulverisiertes Blei 50 arbeitet werden, um den Bolzen an eine Anode mit
allein oder Pulver, die aus den speziellen Legierun- einer Buchse anzuschließen oder mit Preßsitz in
gen selbst hergestellt sind. (Ein Nachteil bei der Ver- diese hineinzudrücken. Die Innenfläche der Bohrung
wendung physikalischer Mischungen von Metall- oder Ausnehmung muß selbstverständlich von allen
pulvern besteht allerdings in der Schwierigkeit der Fremdkörpern frei sein. Ist der Bolzen imprägniert,
Darstellung einer gleichförmigen dichten Mischung. 55 also beispielsweise mit einem Wachs oder einem
Sehr leicht kann auch eine Entmischung einer Korn- trockenen Öl, dann muß der imprägnierte Graphitponente
stattfinden. Jede dieser Möglichkeiten würde zapfen durchgehend gereinigt werden, um alle Obersehr
schädlich sein für die Herstellung einer Verbin- flächenniederschläge des Imprägnierungsmittels von
dung mit niedrigem ohmschem Widerstand oder der Innenfläche der Bohrung zu entfernen. Man kann
mit gleichförmigem ohmschem Widerstand beim 60 dies beispielsweise dadurch erreichen, daß man
Übergang von einer Anordnung zu der nächstfol- Stahlwolle oder Stahlspäne benutzt, die man allergenden.)
dings unmittelbar nach der Imprägnierung anwenden
Es ist ferner gefunden worden, daß die Partikel- muß, solange der Graphitbolzen noch warm ist. Etwa
chen aus Blei oder einem anderen Pulver der oben 64 g frisch hergestellten und angefeuchteten Bleibeschriebenen
Art durch und durch rein oder frei 65 pulvers 7, welches im folgenden noch näher bevon
Oberflächenoxidfilmen sein müssen, bevor sie schrieben werden soll, wurde dann in die Bohrung
zur Herstellung von elektrischen Verbindungen be- oder Ausnehmung bis zu einer Tiefe von etwa
nutzt werden. Schließlich hat man noch gefunden, 25,4 mm eingefüllt. Hierauf wurde eine zylindrische
3 4
Kupferstange 6 unmittelbar in die Mitte der Bohrung richtung dieser Art außerhalb des Rahmens dieser
eingesetzt, nachdem sie vorher mit Hilfe von Stahl- Erfindung liegen.
wolle von Oberflächenoxiden gereinigt worden war Bei einer Ausführungsform des Erfindungsgegenoder
nachdem sie vorher verzinnt oder mit einem Standes, die beispielsweise bei elektrolytischen Zellen
dünnen Film eines Lötmittels überzogen worden war. 5 Anwendung findet, wird überhaupt keine Zuleitungs-In
diesem Beispiel hat die Kupferstange einen Durch- stange verwendet, sondern an Stelle des elektrischen
messer von 28,575 mm, so daß ein Ringraum 8 von Leiters oder der Kupferstange wird direkt in einer
2,381 mm zwischen der Außenwand der Kupfer- Ausnehmung in der Anode selbst eine Verbindung
stange und der Innenwand der kreiszylindrischen aus gestampftem und gereinigtem Pulver hergestellt.
Ausnehmung der Zuleitungsstange frei blieb. Eine io Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens
Hülse aus rostfreiem Stahl wurde hierauf in den Ring- zur Bereitung und Reinigung der verschiedenen
raum zwischen Kupferstange und Bohrung in dem Pulverarten nach der Erfindung und besonderer
Graphitbolzen eingesetzt, um die Stange während des Bleipulver besteht in folgenden Verfahrensschritten:
Preßvorganges zu zentrieren. Die Kupferstange wurde Eine für die Herstellung der Verbindung erforderdann
unter Benutzung geeigneter Vorrichtungen auf 15 liehe Pulvermenge, beispielsweise etwa 500 bis 600 g
geradliniger Bahn nach unten gedrückt, wobei ein Bleipulver, für Abmessungen, wie sie für die Vorüberdruck
von etwa 280 kg/cm2 auf die Stange aus- richtung nach F i g. 1 erforderlich ist, wird abgegeübt
wurde, um das Bleipulver unterhalb der Stange wogen und in einen Behälter aus Glas oder Emaille
zu komprimieren. eingefüllt. (Die Menge für das Pulver kann beträcht-
Die Zentrierungshülse wurde dann entfernt, und 20 lieh schwanken; vorzugsweise beträgt die Maschenes
wurden weitere Bleipulvermengen (etwa 26 g) weite von 30 bis 95% der Pulvermenge weniger als
gleichmäßig rings um die Kupferstange bis zu einer 325 Maschenweite, und praktisch die gesamte Pulver-Tiefe
von etwa 25,4 mm herumgestampft. Hierauf masse besitzt Teilchen, deren Größe kleiner ist als
wurde eine Preßhülse in den Ringraum eingesetzt, 100.) Eine ausreichende Menge mineralstofffreien
und das Bleipulver wurde unter erneuter Anwendung 25 Wassers wurde hinzugefügt, um einen Schlamm aus
eines Druckes von etwa 280 kg/cm2 zusammen- Pulver und Wasser entstehen zu lassen. Für den
gedrückt. Die Preßhülse wurde hierauf entfernt, und Schlamm ist eine Viskosität erwünscht, die ähnlich
das Bleipulver wurde erneut gleichmäßig in den der Viskosität von Ahornzuckersirup ist. Hierauf
Ringraum so lange hineingestampft, bis eine Tiefe wurde verdünnte Essigsäure (1 Teil Eisessigsäure, die
von etwas weniger als loses Bleipulver erreicht war. 30 0,33% Natriumbisulf at enthielt und in 5 Teilen
Hierauf wurde die Preßhülse erneut in den Ring- mineralstofffreien Wassers aufgelöst worden war)
raum eingesetzt und das Bleipulver unter Anwen- unter kräftigem Umrühren dem Schlamm langsam
dung eines geeigneten Preßdruckes zusammen- beigefügt. Hatte man dann eine ausreichende Menge
gepreßt. Diese Verfahrensstufen wurden so lange Säure zugeführt, dann bildete sich ein wasserhaltiger
wiederholt, bis die Vorrichtung fertiggestellt war, 35 Kristall von Bleiazetat, wobei gleichzeitig das Wasser
und das Blei war dann praktisch eben oder bündig wieder verschwand, welches zur Herstellung des
mit dem oberen Ende des Graphitzapfens. Die Ver- Schlamms benutzt worden war. Drei oder vier zubindung
oder der Anschluß zwischen Kupferstange sätzliche Volumanteile mineralstofffreien oder destil-
und Graphitzapfen wies eine außerordentlich hohe lierten Wassers wurden dann unmittelbar anschliemechanische
Festigkeit und einen sehr kleinen elek- 40 ßend hinzugegeben, um zu verhindern, daß die Bleitrischen
Widerstand auf. Im übrigen fand das vor- partikelchen vorzeitig miteinander koagulieren, und
ausgehende Einstampfen und Eindrücken des Blei- um andererseits alle Spuren von Essigsäure praktisch
pulvers oder der Bleipackungen bei Raumtemperatur vollkommen zu entfernen, was sich aus einer neustatt.
Schickte man nun einen elektrischen Strom tralen Reaktion an blauem Lackmuspapier ergibt,
von 1000 Ampere durch die Vorrichtung hindurch, 45 Dieses Ergebnis erzielt man durch kräftiges Umdann
betrug der Spannungsabfall, der zwischen einem rühren des Bleipulvers und des Bleiazetats während
Punkt auf der Kupferstange 12,7 mm oberhalb des der Zuleitung des Wassers, durch Dekantieren der
oberen Endes des Graphitzapfens und einem Punkt überschüssigen Säurelösung und Auswaschen des
auf dem Graphitzapfen 6,35 mm unterhalb des obe- Bleipulvers, welches 4- oder 5mal wiederholt und
ren Endes der Kupferstange lag, nur 4 Millivolt. Die 50 mit destilliertem Wasser vorgenommen wird. Das
Vorrichtung mit der Zuleitungsstange war nunmehr gewonnene Bleipulver ist dann »chemisch rein«,
fertig zur Montage bzw. zum Einsetzen in die Anode d. h. frei von Oberflächenfilmen oder Oxiden, und
und auch für den Anschluß an die außenliegende befindet sich in einem weichen, gut zu verarbeitenden
Energiequelle. Zustand. Es wird dann entweder sofort praktisch
Beim Betrieb einer elektrolytischen Zelle kommen 55 angewendet oder bis zur Anwendung feuchtgehalten,
die Vorrichtung mit der Zuleitungsstange und der um jede Oxydation zu vermeiden.
Anode sowie die Verbindungsstelle zwischen diesen Es gibt natürlich auch noch andere Verfahren zur
Teilen selten auf Temperaturen über 80 bis 90° C. Reinigung des Pulvers mit der Zielsetzung, dieses
Infolgedessen wird weder bei der Vorbereitung der von Oberflächenfilmen und Oxiden zu befreien. So
Vorrichtung mit dem Zuleitungsstab noch bei seiner 60 kann man beispielsweise durch die Partikelchen
Anwendung das Pulver so benutzt, daß die Verbin- Wasserstoffgas bei erhöhten Temperaturen durch-
dungsstelle auf eine Temperatur von über 100° C leiten oder auch stark verdünnte kräftigere Säuren,
kommt, noch sind solche Temperaturen überhaupt beispielsweise verdünnte Salpetersäure, verwenden;
erwünscht oder erforderlich. Mit anderen Worten, derartige Verfahren sind aber nicht ganz so wirksam
die Verbindung wird nicht etwa dadurch hergestellt, 65 und wirtschaftlich wie das an erster Stelle genannte
daß das Pulver auf höhere Temperaturen erwärmt Verfahren.
wird, so daß es schmilzt und dann nach erfolgter Die Verbindungen aus gepreßtem Blei oder geAbkühlung
fest wird, so daß Verfahren und Vor- preßtem Pulver anderer Art sind sehr leicht zu prä-
türen anzuwenden, also beispielsweise ein Tränkverfahren.
Graphit besitzt aber keine gleichförmige Porosität, Dichte usw., so daß eine Imprägnierung
im Wege der Tränkung zu ungleichförmigen Über-5 zügen an Imprägniermittel führen würde und damit
ein sehr unterschiedlicher Schutz gegenüber der korrodierenden Wirkung der Flüssigkeitszellen auftreten
würde, der natürlich zu einer Beeinträchtigung des Widerstandes der Verbindung und deren Stabili-
parieren, und sie sind unabhängig von der Anwendung willkürlich gewählter oder giftiger Substanzen.
Die Verbindungen sind in Abhängigkeit von der Zeit und der Temperatur verhältnismäßig sehr stabil,
d. h., man kann keine übermäßig großen Änderungen der mechanischen Festigkeit oder des elektrischen
Widerstandes feststellen. Die Verbindungen haben das typische Aussehen gegossenen Bleis oder eines
sonstigen gegossenen Metalls, bieten aber insofern
Vorteile, als keine Schrumpfung auftritt, die immer io tat führen würde,
ein Nachteil ist, wenn eine solche Verbindung mit Wie oben bereits gesagt, ist es von größter Wich-
Hilfe eines heißen Lotes vorgenommen worden ist. tigkeit, daß das Pulver für die herzustellende Verbin-
Die Verbindungen nach der Erfindung werden in dung von Oberflächenfilmen oder Oberflächenoxiden
aller Regel bei Raumtemperatur hergestellt. gereinigt wird. Ist dies geschehen, dann ist der
Der Spannungsabfall bei 100 Ampere durch die 15 Widerstand der Verbindung zwischen dem elek-Verbindung
aus gepreßtem Blei oder gepreßtem irischen Leiter und der Zuführungsstange (oder zwi-Pulver
liegt beträchtlich unter 100 Millivolt und be- sehen der Kupferstange und der Graphitzuführungsläuft
sich im allgemeinen auf weniger als 5 Millivolt; leitung) zu hoch, und die Verbindung kann nicht in
der Spannungsabfall ist auch bei der Betriebstempe- elektrolytischen Zellen oder bei anderen Geräten anratur
der Zelle kleiner als bei Raumtemperatur 20 gewendet werden, bei denen ein geringer Spannungswegen des hohen Koeffizienten für die thermische abfall oder geringer Leistungsverlust von äußerster
Ausdehnung des Bleis oder anderer bleihaltiger Wichtigkeit ist.
Pulver gegenüber demjenigen des Graphits; der Die Vorrichtung kann natürlich auch in anderen
CTE-Koeffizient von Blei beträgt etwa 270,8 · 10~7, Bereichen der Technik als auf dem Gebiet der
während derjenige von Graphit etwa 30 · 10~7 be- 25 elektrolytischen Zellen angewendet werden, also beiträgt,
spielsweise bei der Herstellung von Kohlebürsten
Die Verbindungen aus gepreßtem Pulver nach der oder bei der Herstellung elektrischer Verbindungen
Erfindung zeigen auch einen geringeren Spannungs- mit niedrigem Widerstand zwischen einem beliebigen
abfall in Millivolt bei 100 Ampere als eine Lötverbin- elektrischen Leiter und einem Kohleblock (solange
dung und können ohne weiteres bei einem vorher 30 die Temperatur, bei welcher die Verbindung betrie-
imprägnierten Bauteil aus Graphit Anwendung ben wird, der miteinander verbundenen Teile nicht
finden.
Die Vorrichtungen sind sehr bequem bei Zuleitungsbolzen oder Zuleitungszapfen mit oder ohne
Gewinde oder mit Preßsitz anwendbar und können 35 körper umfassen, die imprägniert sind oder nicht
von den Herstellern der Anoden bzw. der Zuleitungs- imprägniert sind und auch innerhalb weiter Grenzen
zapfen vorbereitet werden und leisten auch den Be- hinsichtlich der Abmessungen und der Gestalt, der
nutzem von Drosselspulen od. dgl. gute Dienste. Dichte und der Porosität und hinsichtlich des end-Sowohl
die Kupferstange als auch der Graphitkörper gültigen Verwendungszweckes in weitem Umfang
können vorher präpariert werden, und diese sind 40 unterschiedlich sein können. In vielen Fällen oder
dann für den Benutzer einer elektrolytischen Zelle
wesentlich billiger, zumal sie nicht am Aufstellungsort der Zelle präpariert zu werden brauchen. Die
Vorrichtung kann auch von dem Benutzer elektrolytischer Zellen sehr viel einfacher und bequemer 45 blöcke weisen aber eine Ausnehmung auf, die zum hergestellt werden als eine Lötverbindung, bei der Einsetzen des elektrischen Leiters und für das Einsämtliche miteinander zu verbindenden Teile erwärmt pressen der oben beschriebenen pulverförmigen Bewerden müssen, um eine gute Haftung zu erzielen. standteile geeignet sind. Größe und Form dieser Aus-Derartige Verfahren sind sehr umständlich und kost- nehmung hängen von Größe und Form des Kohlespielig. Wegen der ungleichmäßigen Ausdehnung des so blocks ab, andererseits aber auch von der Art des Metallkörpers und des Graphitkörpers, die durch das elektrischen Leiters, der in die Ausnehmung ein-Lot miteinander verbunden werden müssen, ergibt gesetzt werden soll. Vorzugsweise hat diese Ausnehsich häufig eine Verbindungsstelle relativ hohen mung kreiszylindrischen Querschnitt, und der einzuelektrischen Widerstandes. Das Ergebnis ist dann ein setzende elektrische Leiter hat ebenfalls kreiszylinhöherer Prozentsatz minderwertigerer Verbindungen, 55 drische Form, wobei der Ringraum zwischen beiden die nur mit hohem Kostenaufwand zu reparieren Teilen im allgemeinen 0,794 bis 3,97 mm breit sein sind. Für die Durchführung einer ordnungsgemäßen kann. Die Ausnehmung kann natürlich auch recht-Prüfung der Güte der Verbindung müssen die ein- eckigen oder quadratischen Querschnitt haben, was zelnen Teile abgekühlt werden, so daß erneut Zeit- natürlich auch von dem elektrischen Leiter bzw. anverluste entstehen und die Durchführung der Kon- 60 deren Anschlußstücken gilt. Als elektrische Leiter trolle noch verwickelter gestalten. Weil die einzelnen eignen sich vorzugsweise steife metallische Kupfer-Bauteile erst imprägniert werden können, nachdem stangen; es können aber auch metallische Leiter andie Verbindung hergestellt worden ist und weil der derer Form, also beispielsweise steife oder biegsame Benutzer elektrolytischer Zellen nicht die üblichen Drahtlitzen verwendet werden, wobei dann natürlich Verfahren der Vakuum-Druckimprägnierung anwen- 65 auch andere Befestigungsverfahren zur Herstellung den kann, die so hohe Temperaturen erfordern, daß der Verbindung nach der Erfindung benutzt werden das Lot schmelzen würde, ist er gezwungen, statt müssen. In jedem Fall wird die eigentliche Verbindessen Imprägnierverfahren für niedrige Tempera- dung mit Hilfe von gestampftem und gepreßtem
wesentlich billiger, zumal sie nicht am Aufstellungsort der Zelle präpariert zu werden brauchen. Die
Vorrichtung kann auch von dem Benutzer elektrolytischer Zellen sehr viel einfacher und bequemer 45 blöcke weisen aber eine Ausnehmung auf, die zum hergestellt werden als eine Lötverbindung, bei der Einsetzen des elektrischen Leiters und für das Einsämtliche miteinander zu verbindenden Teile erwärmt pressen der oben beschriebenen pulverförmigen Bewerden müssen, um eine gute Haftung zu erzielen. standteile geeignet sind. Größe und Form dieser Aus-Derartige Verfahren sind sehr umständlich und kost- nehmung hängen von Größe und Form des Kohlespielig. Wegen der ungleichmäßigen Ausdehnung des so blocks ab, andererseits aber auch von der Art des Metallkörpers und des Graphitkörpers, die durch das elektrischen Leiters, der in die Ausnehmung ein-Lot miteinander verbunden werden müssen, ergibt gesetzt werden soll. Vorzugsweise hat diese Ausnehsich häufig eine Verbindungsstelle relativ hohen mung kreiszylindrischen Querschnitt, und der einzuelektrischen Widerstandes. Das Ergebnis ist dann ein setzende elektrische Leiter hat ebenfalls kreiszylinhöherer Prozentsatz minderwertigerer Verbindungen, 55 drische Form, wobei der Ringraum zwischen beiden die nur mit hohem Kostenaufwand zu reparieren Teilen im allgemeinen 0,794 bis 3,97 mm breit sein sind. Für die Durchführung einer ordnungsgemäßen kann. Die Ausnehmung kann natürlich auch recht-Prüfung der Güte der Verbindung müssen die ein- eckigen oder quadratischen Querschnitt haben, was zelnen Teile abgekühlt werden, so daß erneut Zeit- natürlich auch von dem elektrischen Leiter bzw. anverluste entstehen und die Durchführung der Kon- 60 deren Anschlußstücken gilt. Als elektrische Leiter trolle noch verwickelter gestalten. Weil die einzelnen eignen sich vorzugsweise steife metallische Kupfer-Bauteile erst imprägniert werden können, nachdem stangen; es können aber auch metallische Leiter andie Verbindung hergestellt worden ist und weil der derer Form, also beispielsweise steife oder biegsame Benutzer elektrolytischer Zellen nicht die üblichen Drahtlitzen verwendet werden, wobei dann natürlich Verfahren der Vakuum-Druckimprägnierung anwen- 65 auch andere Befestigungsverfahren zur Herstellung den kann, die so hohe Temperaturen erfordern, daß der Verbindung nach der Erfindung benutzt werden das Lot schmelzen würde, ist er gezwungen, statt müssen. In jedem Fall wird die eigentliche Verbindessen Imprägnierverfahren für niedrige Tempera- dung mit Hilfe von gestampftem und gepreßtem
den Schmelzpunkt des benutzten Pulvers übersteigt). Der Ausdruck »Kohleblock« soll natürlich auch alle
gebrannten, amorphen oder graphitierten Kohlefür bestimmte Anwendungen können die »Kohleblöcke«
nach der Erfindung auch kleinere Mengen anderer Stoffe als Kohle oder Graphit enthalten, z. B.
gesinterte Metalle od. dgl. Alle derartigen Kohle-
sowie gereinigtem Pulver vorgenommen, wie dies oben beschrieben worden ist. Der Zwischenraum
zwischen dem elektrischen Leiter und der Innenwand der Ausnehmung kann mitunter auch größer als
3,97 mm oder weniger als 0,794 mm sein, wobei 5 diese Abmessungen in gewissem Umfang von der
Tiefe der Ausnehmung in dem Kohleblock und dem Ausmaß des Eindringens des Stromleiters in den
Block und auch von der geforderten mechanischen Festigkeit der Verbindung sowie von dem Verwendungszweck
der Vorrichtung abhängen. Diese Faktoren beeinflussen natürlich auch die Drücke, welche
bei der Herstellung der zusammengepreßten Verbindung zur Anwendung gelangen. Diese Drücke bewegen
sich im allgemeinen im Bereich von 210 bis 280 kg/cm2; aber auch die Größe des Druckes hängt
von einer ganzen Anzahl verschiedener Faktoren ab. Die obere Druckgrenze hängt in erheblichem Umfange
von der mechanischen Festigkeit der Zuleitungsstange aus Graphit oder des »Kohleblocks« ab, ao
mit welchem der elektrische Leiter verbunden werden soll, liegt aber im allgemeinen nicht über
350 kg/cm2. Die untere Grenze für den Druck ergibt
sich aus dem für den jeweiligen Verwendungszweck erforderlichen Widerstand der Verbindung und der
Anzahl von Stampf- und Preßvorgängen. Die untere Grenze für diesen Druck beträgt mindestens etwa
70 kg/cm2.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung einer stromleitenden Verbindung zwischen einem die elektrische
Energie aufnehmenden Metallstab, besonders einem Kupferstab, und einem eine Ausnehmung
aufweisenden Anodenstamm aus Graphit oder Kohle, wobei der Metallstab in die Ausnehmung
mit Blei, Blei und/oder Zinn oder einer Blei-Zinn-Legierung eingepackt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß ein besonders mittels Essigsäure von Oxidfilmen frei gemachtes metallisches
Pulver mit einer solchen Feinheit, daß praktisch das gesamte Pulver kleiner als 100 Maschenweite
ist und etwa 30 bis 95% des Pulvers kleiner als 325 Maschenweite sind, auf den Boden
der Ausnehmung bis zu dessen Bedeckung eingefüllt und anschließend die Metallstange unter
Druck eingeführt wird und daß der Raum zwischen Anodenstamm und Metallstange portionsweise
mit weiterem metallischem Pulver gefüllt wird, wobei nach jeder Füllung diese durch
Stampfen und Pressen verdichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gereinigte Bleipulver praktisch
frei von Säuren und in einem weichen, bearbeitbaren Zustand ist, wenn es in die Ausnehmung
des Kohleblocks gedrückt wird.
Hierzu -JL Blatt Zeichnungen 909503/1576
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US36913064A | 1964-05-21 | 1964-05-21 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DEG43636A Pending DE1287052B (de) | 1964-05-21 | 1965-05-19 | Verfahren zur Herstellung einer stromleitenden Verbindung zwischen einem Metallstab und einem Anodenstamm aus Graphit |
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FR (1) | FR1434727A (de) |
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---|---|---|---|---|
DE73364C (de) * | F. M. LYTE in London | Kohlen-Elektrode mit Metallkern | ||
DE1103304B (de) * | 1959-12-14 | 1961-03-30 | Krebs & Co A G | Vorrichtung zum Befestigen und Einstellen von Anoden in Elektrolysezellen |
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1965
- 1965-05-17 GB GB20830/65A patent/GB1082937A/en not_active Expired
- 1965-05-19 DE DEG43636A patent/DE1287052B/de active Pending
- 1965-05-20 FR FR17798A patent/FR1434727A/fr not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE73364C (de) * | F. M. LYTE in London | Kohlen-Elektrode mit Metallkern | ||
DE1103304B (de) * | 1959-12-14 | 1961-03-30 | Krebs & Co A G | Vorrichtung zum Befestigen und Einstellen von Anoden in Elektrolysezellen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR1434727A (fr) | 1966-04-08 |
GB1082937A (en) | 1967-09-13 |
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