CH470062A - Verfahren zum Herstellen einer Kontaktfläche an Aluminiumstromschienen und Aluminiumstromschiene mit nach diesem Verfahren hergestellter Kontaktfläche - Google Patents

Description

      verfahren    zum Herstellen einer Kontaktfläche an     Aluminiumstromschienen    und       Aluminiumstromschiene    mit nach diesem Verfahren hergestellter Kontaktfläche    Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum  Herstellen einer Kontaktfläche an     Aluminiumstromschie-          nen    sowie auf     eine        Aluminiumstromschiene    mit nach  diesem Verfahren hergestellter Kontaktfläche.  



  Besonders in Aluminiumhütten haben die Kontakt  stellen der     Aluminiumstromschienen        einen    erheblichen  Einfluss - auf Spannungsverluste. Bei     Aluminiumelektro-          lysezellen    der gegenwärtig gebräuchlichen Stromstärke  von beispielsweise     80,000-130,000    A ist jeder Bruch  teil eines Volts, der bei den Kontaktstellen eingespart  wird, von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung. Ausser  dem müssen beim Kurzschliessen einer     Elektrolysezelle     oder beim Auswechseln der Wanne einer Elektrolyse  zelle, z.

   B. nach dem Verfahren gemäss dem deutschen  Patent Nr.<B>1</B>046 892 bzw. dem     Schweizer    Patent  Nr. 341003, die Kontakte möglichst rasch gelöst und  wieder hergestellt werden können.  



  Aufeinandergelegte     Aluminiumflächen    bieten dem  Stromdurchgang senkrecht zu den     Verbindungsflächen     wegen der stets vorhandenen     Aluminiumoxydhaut    einen,  insbesondere bei grossen Einheiten ins Gewicht fallen  den Widerstand. Wird ein solcher Kontakt zwischen       Aluminiumstromschienen,    z. B. zwecks Kathodenwan  nen- oder Anodenwechsels, gelöst, müssen vor Wieder  herstellung der Stromverbindung die Kontaktflächen  mittels einer Stahlbürste gründlich und sorgfältig ge  reinigt werden.

   Eine bessere und elektrisch einwand  freie Verbindung lässt sich durch     Aneinanderschweissen     der Enden der Stromschienen erhalten; eine Schweiss  verbindung bietet jedoch den Nachteil, dass sie nicht  mehr gelöst werden kann und sich die Enden der Strom  schienen nur durch Sägen trennen lassen. Es kommt  noch hinzu, dass das     Lichtbogenschweissen,        im    Magnet  feld der in Betrieb stehenden     Elektrolysezellen    Schwie  rigkeiten bietet.  



  Durch die Erfindung werden die beschriebenen  Schwierigkeiten vermieden. Das erfindungsgemässe Ver  fahren zum Herstellen einer     Kontaktfläche    an einer         Aluminiumstromschiene    ist dadurch     gekennzeichnet;     dass Schweissraupen aus Silber aufgetragen und dann       flach    bearbeitet werden:. Dies kann z. B. durch Fräsen  geschehen.

   Das Auftragen der Silberraupen     durch-Gas-          schmelzschweissung    bietet Schwierigkeiten, weil die Alu  miniumstromschienen bzw. deren Enden vorgewärmt  werden müssen- (sie sind sehr dick und erfordern da  her viel mehr Wärme als verhältnismässig- dünne Bleche)  und- weil ein     Flussmittel    notwendig ist; dessen Rück:  stände, besonders im Hinblick auf den grossen Unter  schied zwischen Aluminium und Silber in der elektro  lytischen Spannungsreihe, mit grösster Sorgfalt entfernt  werden müssen. Dagegen hat sich das     Lichtbogenschwei-          ssen    unter Schutzgas für das Auftragen der Silberraupen  in hervorragender Weise bewährt.

   Eine besonders gut  brauchbare Methode ist das     TIG-Verfahren    (in Deutsch  land auch     WIG-Verfahren    genannt), bei der eine     un-          schmelzbare    Elektrode aus Wolfram verwendet wird;  als Schutzgas wird meistens Argon benützt, in den Ver  einigten Staaten von Amerika auch Helium. Wird das       MIG-Verfahren    angewandt, muss die abschmelzende  Elektrode aus Silber bestehen. Für das Auftragen der  Silberraupen kommt auch das Plasmaschweissen in  Frage.  



  Das Silber der aufgetragenen Raupen legiert sich  teilweise     im        schmelzflüssigen    Zustand mit dem Alu  minium. Zwischen dem Silber und dem Aluminium bildet  sich keinerlei     Aluminiumoxydschicht,    so dass der über  gang Aluminium/Silber elektrisch einwandfrei ist.  



  In technischer Hinsicht können die Silberraupen be  liebig hoch vorstehen; hohe Silberraupen sind aber  nicht erforderlich und verteuern die Kontaktstelle zu  sehr. Bei Stromschienen einer Dicke von beispielsweise  35-90 mm und einer beliebigen Breite (beispielsweise  100 mm) haben sich etwa 7 mm breite, in einem Ab  stand von etwa 6-10 mm aufgetragene Raupen gut  bewährt, die nach dem Auftragen um 2,5 mm und  nach dem Planfräsen um nur noch 1,5 mm vorstanden.      Am einfachsten lassen sich parallele Silberraupen auf  tragen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Aus  führung beschränkt. Wellenförmige oder gekreuzte Rau  pen sind auch gut verwendbar. Selbstverständlich können  sich auch jeweils zwei oder mehrere parallele Raupen  auf der ganzen Länge oder streckenweise berühren.

    Man kann auch die ganze Kontaktfläche durch     Anein-          anderreihen    der Raupen mit Silber überziehen, doch  erhöht eine solche Ausführung die Kosten in unnötiger  Weise.  



       Fig.    1 zeigt das Ende einer     Aluminiumstromschiene     mit einer erfindungsgemässen Kontaktfläche und     Fig    2  einen Schnitt längs der Linie     A-A    von     Fig.    1. Mit 10  ist die Stromschiene     bezeichnet,    mit 11 eng aneinander  aufgetragene Silberraupen und mit 12 Silberraupen, die  den seitlichen Abschluss     bilden.    Wie aus     Fig.    2 erkenn  bar, erheben sich die Kontaktflächen der Silberraupen  um ein Weniges über der Oberfläche der Aluminium  schiene 10;     anderseits    dringen die Silberraupen ein  wenig in die Aluminiumoberfläche ein.  



  Werden     zwei    Stromschienen mit ihren     erfindungs-          gemässen        Kontaktflächen        aufeinandergelegt,    ist bei par  allel aufgetragenen Raupen wenn möglich darauf zu  achten, dass die Raupen der einen Kontaktfläche sich  mit denjenigen der anderen Kontaktfläche kreuzen.  



       Aluminiumstromschienen    mit den erfindungsgemässen  Kontaktflächen mit Silberraupen ergeben ausserordent  lich gute     elektrische    Verbindungen. Die Kontaktflächen  werden durch Bügel,     Schraubbolzen    oder dergleichen       gegeneinander    gepresst,     vorteilhafterweise    unter Zwi  schenschaltung eines federnden Elementes, z. B. von  Tellerscheiben; das     federnde    Element gleicht das unter  dem Kontaktdruck eintretende Fliessen des Aluminiums  aus. Beim Lösen der Verbindung und Wiederherstellen  derselben fällt das zeitraubende Abbürsten des Alu  miniumoxyds hinweg. Ausserdem werden die Kontakt  flächen, z.

   B. am Anodenträger, geschont, denn durch    häufiges Bürsten von Kontaktflächen aus Aluminium       verlieren    diese ihre     Planheit.     



  Erfindungsgemässe Kontaktflächen verursachen auch  nach jahrelangem Gebrauch     keinen    nennenswerten Span  nungsverlust.  



  Es sind schon     vielfach    Vorschläge zur Verbesserung  der Kontaktflächen zwischen     Aluminiumleitern    gemacht  worden. So hat man empfohlen, die Verbindungsfläche  zuerst in eine     wässrige        Natriumzinkat-Lösung    und     dann     in eine     Silberzyanid-Lösung    zu tauchen, wodurch an  der     Aluminiumoberfläche    ein hauchdünner     Silbernieder-          schlag    entsteht. Diese Kontaktflächen sind in Alumi  niumhütten unbrauchbar.

   Weiter hat man vorgeschlagen,  den Kontakt zwischen einer     Aluminiumstromschiene        und     einer     Graphitelektrode    durch Zwischenlegen einer  0,2 mm dicken     Silberfolie    zu verbessern; da bei einer  solchen Verbindung die     Aluminiumoxydschicht    auf der  Stromschiene noch vorhanden ist, wird der Spannungs  verlust auf der Aluminiumseite nicht vermieden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zum Herstellen einer Kontaktfläche an Aluminiumstromschienen, dadurch gekennzeichnet, dass Schweissraupen aus Silber aufgetragen und dann flach bearbeitet werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass das Auftragen der Silberraupen durch Lichtbogenschweissen unter Schutzgas erfolgt. 2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen der Silberraupen durch TIG-Schweissen erfolgt.

   PATENTANSPRUCH 1I Aluminiumstromschiene mit einer nach dem Ver fahren gemäss Patentanspruch I hergestellten Kontakt fläche. <I>Anmerkung des</I> Eidg. <I>Amtes fürgeistiges Eigentum:</I> Sollten Teile der Beschreibung mit der im Patentanspruch gegebenen Definition der Erfindung nicht in Einklang stehen, so sei daran erinnert, dass gemäss Art. 51 des Patentgesetzes der Patentanspruch für den sachlichen Geltungs bereich des Patentes massgebend ist.