DISCONNECTIBLE TERMINAL CONTACT FOR HIGH CURRENT CONDUCTORS IN ELECTROLYTIC APPARATUS

Abstract: 1. A disconnectible terminal contact for high current conductors with plane contact surfaces joined together, at least one of which has sharpedged unevennesses, characterized in that by terminal contacts in busbars of electrolytic plants the contact surface having the sharp-edged unevennesses carries concentric grooves with sharp-edged intermediate fins of a height of 0,1 to 0,8 mm and in that this contact surface carries a silver layer of 1,0 x 10**-3 mm in thickness in such a way that unter a specific load of 5,5 A/mm**2 of the contact the voltage drop amounts to 5 mV.

Description: Lösbarer Anschlusskontakt für Hochstromleiter Die Erfindung betrifft einen lösbaren Anschlusskontakt für Hochstromleiter, insbesondere Stromschienen in Elektro lys evorri chtungen. Bei grossen Elektrolyseanlagen mit Gesamtströmen von 100 kA und mehr entstehen bereits in den elektrischen Zuleitungen über die Sammelschienen bis zu den Elektrodenanschlüssen nicht zu vernachlässigende JOULEsche Verluste. Ein besonderes Problem bieten die Anschlüsse zwischen metallischen Zuleitungen und nichtmetallischen oder leicht-korrodierenden metallischen Elektroden. Die Verbindung zwischen Stromzuführung und der Elektrode wird häufig zur Verbesserung des Kontakts gelötet, oder sie erfolgt über edelmetalivergütete, durch Verschraubungen angepresste Kontaktflächen bzw. über spezielle Stopfbuchsenkontakte. Bei Stromschienenanschlüssen ist es aus Betriebs- und Montagegründen unerlässlich, dass diese lösbare Kontaktstellen besitzen müssen. An diesen Kontaktstellen müssen Ströme von bis zu mehreren 100 kA übertragen werden. Die Auslegung der Kontaktstellen bedarf besonderer Sorgfalt, da der Spannungsabfall im Bereich von wenigen mV gehalten werden muss, um eine zu grosse Erwärmung und damit Zerstörung dieser Kontaktstellen zu vermeiden. Bei Kontaktstellen der genannten Art müssen sehr oft verschiedene Materialien miteinander verbunden werden. Aufgrund von praktischen Erfahrungen hat man Werte für maximale Stromdichten für solche Kontaktstellen ermittelt, die nachfolgend mit den dabei auftretenden Spannungsabfällen aufgeführt sind: Sto ffpaarung Stromdichte Spannungsabfall A/cm mV Fe/Cu 10 2 Cu/Al 20 2 Cu/Cu 30 1,5 Cu/Ag 60 2 Derartige Kontaktstellen werden üblicherweise mechanisch bearbeitet und geglättet, damit sie möglichst eben sind und eine grosse Anpressfläche und innigen Kontakt gewährleisten können. In der Praxis hat sich herausgestellt, dass nicht in allen Fällen ein inniger Verbund der Kontaktflächen durch den Anpressdruck der Verschraubung oder in anderer mechanischer Weise bewirkter Verklammerung der Kontaktflächen erzielt wird und der Spannungsabfall zu hoch wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Spannungsver- luste an Kontaktstellen bzw. an lösbaren Anschlusskon- takten für Hochstromleiter zu vermeiden bzw. sie geringer zu gestalten. Gemäss der Erfindung wird die Aufgabe an lösbaren Anschlusskontakten für Hochstromleiter, insbesondere Stromschienen in Elektrolysevorrichtungen dadurch gelöst, dass mindestens eine der Kontaktflächen des Anschlusses scharfkantige Rauheitsspitzen aufweist. Derartige Rauheitsspitzen können in Form von Graten vorliegen, die durch Einschneiden von z. B. Rillen erzeugt werden. Diese Rauheitsspitzen können aber auch als eine Feilenstruktur, Rändelungsstruktur oder durch Funkenerosion bewirkte Spitzenstruktur der Oberfläche vorliegen. In jedem Fall beträgt die Höhe der Rauheitsspitzen 0,1 bis 0,8 mm. Durch eine derartige Spitzenstruktur mindestens einer der Kontaktflächen wird ein inniger Kontakt der durch Pressdruck zusammengefügten Kontaktflächen erzielt und Übergangswiderstände vermieden. Es ist dabei anzunehmen, dass die erfindungsgemäss vorgesehenen Rauheitsspitzen bzw. die scharfkantigen Profile leichter zu verformen sind als eine völlig ebene Kontaktfläche, die trotz allem Bearbeitungsaufwand offenbar nur wenige ballige Auflageflächen besitzt. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind eine oder, sofern die Gefahr von Korrosion besteht, beide Kontaktflächen, in jedem Fall jedoch die Kontaktfläche mit den Rauheitsspitzen, mit einer Schicht aus Edelmetall versehen. Die Dicke dieser Edelmetallschicht beträgt 0,5 bis 5,0 x 10 5 mm. Im Sinne der Erfindung werden unter Edelmetallen Silber, Gold und Platinmetalle, wie Osmium, Iridium, Platin, Ruthenium, Rhodium, Palladium, verstanden. Zweckmässig werden als Edelmetalle der Schicht Silber oder Platin verwendet. Beispielsweise trägt die Kontaktfläche mit den Rauheitsspitzen eine elektrolytisch in einer Dicke von etwa 1,0 x 10 5 mm aufgebrachte Silberschicht und die glatte Kontaktfläche gegebenenfalls eine ebensolche Schicht gleicher Beschaffenheit oder aber sie ist nicht nachmetallisiert. In einer weiteren Variante der Erfindung ist beispielsweise die Kontaktfläche mit den Rauheitsspitzen mit einer Silberschicht einer Dicke von 1,0 x 10 5 mm versehen, während die glatte Kontaktfläche eine 0,5 x 10-3 mm dicke Platinschicht trägt. Die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Kontaktflächen hat den Vorteil, dass Verluste durch Spannungsabfall drastisch verringert werden und eine stärkere Strombelastung des Kontaktes vorgenommen werden kann Die Erfindung wird anhand eines Beispiels und der Zeichnung der Figur 1 näher und beispielhaft erläutert. In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen lösbaren An schlusskontakt gemäss der Erfindung dargestellt. An einen flachzylindrischen Anschlusskörper 1 aus z. B. Kupfer mit durchgehender Bohrung 2 sind die Stromschienen 3 aus z. B. Kupfer angeschweisst. Die dem Stromübergang dienende Kontaktfläche des Anschlusskörpers 1 besitzt Rauheitsspitzen 4. Der flachzylindrische Anschlusskörper 1 ist mit der glatten Oberfläche eines zylindrischen Metallbolzens 6 aus z. B. Kupfer, welcher eine Gewindebohrung 7 (Gewinde nicht gezeichnet) in Berührungskontakt. Der Anschlusskörper 1 wird mittels einer durch 2 und 7 eingeführten Verschraubung (nicht gezeichnet) an den zylindrischen Bolzen 6 angepresst. Mit 5 sind Edelmetallschichten bezeichnet. Beispiel Bei einer Elektrolyseanlage wurde eine verschraubte Kontaktstelle einer Stromschiene aus Kupfer (Stoffpaarung Kupfer/Kupfer) gemäss der Erfindung ausgestaltet. Hierzu wurde eine der Oberflächen mit konzentrisch angebrachten, dicht beieinanderliegenden 0,5 mm tiefen Rillen versehen. Die mit den Rillen bzw. scharfkantigen Graten ausgerüstete Kontaktfläche wurde elektrolytisch versilbert und eine 1,0 x 10-3 mm starke Silberschicht erzeugt. Bei einer Belastung von 550 A/cm2 wurde ein Spannungsabfall von 5 mV gemessen. Dies entspricht einer Vervierfachung der sonst üblichen Belastung bei gleichem Spannungsabfall und bedeutet somit eine wesentliche Verkleinerung der zur Verfügung zu stellenden Kontaktflächen.

Claims: Patentansprüche 1. Lösbarer Anschlusskontakt für Hochstromleiter, insbesondere Stromschienen in Elektrolyse vorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Kontaktflächen des An schlusses scharfkantige Rauheitsspitzen auf weist. 2. Lösbarer Anschlusskontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Rau heitsspitzen 0,1 bis 0,8 mm beträgt. 3. Lösbarer Anschlusskontakt n#ach den Anspruche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rau heitsspitzen aufweisende Kontaktfläche- sowie gegebenenfalls die glatte Kontaktfläche eine Edelmetallschicht einer Dicke von 0,5 bis 5,0 x 10 -3 mm trägt.

Inventors: LOHRBERG, KARL, DIPL.-ING.
Applicants: METALLGESELLSCHAFT AG
Application year: 1981
Main classification: H01R4
IPC codes: C25D7, H01R4, C23C30, C25B9