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Elektrisches Ventil Es sind elektrische Ventile bekannt, welche dem
Stromdurchgang in einer Richtung einen erheblich größeren Widerstand entgegensetzen
als in der anderen Richtung. Eine besondere Art dieser Ventile ist in der Weise
aufgebaut, daß sich eine Ventilschicht zwischen zwei vorzugsweise plattenförmig
ausgebildeten Elek-. troden befindet. Die Elektroden bestehen vorzugsweise aus Metall.
Die Gleichrichterschicht kann beispielsweise aus Selen, Selenverbindungen, Kupferoxydul,
Kupfersulfid usw. bestehen.
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Bei Ventilen dieser Art ist es vielfach von Vorteil., die Elektroden
in sehr guten Kontakt mit der Gleichrichterschicht zu bringen, weil dadurch die
Leistung des Ventils pro Flächeneinheit vergrößert wird. Aus diesem Grunde hat man
bereits die Gleichrichterschicht auf der Oberfläche einer Elektrode aus dem Material
dieser Elektrode durch chemische oder elektrochemische Einwirkung erzeugt. Auf diesem
Wege kann z. B. eine Kupferoxydulschicht in guter Verbindung mit einer Kupferelektrode
auf dieser erhalten werden. Solche bekannte Verfahren sind nur in beschränktem Maße
anwendbar, weil ihre Ausführbarkeit in hohem Maße abhängig ist von der Beschaffenheit
der Elektrode und dem Materiale der Gleichrichterschicht. Beispielsweise ist man
bei dem genannten Beispiel an Kupfer als Elektrodenmaterial gebunden, wenn eine
Kupferoxydulschicht als Gleichrichterschicht Verwendung findet.
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Der Gegenstand der Erfindung, durch welchen diese Nachteile vermieden
werden, besteht darin, daß zwecks Herstellung eines guten Kontaktes zwischen Gleichrichterschicht
und Elektrode das Elektrodenmaterial in geschmolzenem Zustande auf die Gleichrichterschicht
aufgegossen und auf derselben zur Erstarrung gebracht wird. Diese Bauart bietet
den großen Vorteil, daß sowohl in der Wahl des Elektrodenmaterials als auch in der
Wahl der Gleichrichterschicht ein sehr großer Spielraum besteht, weil nur die Bedindung
zu erfüllen ist, daß der Schmelzpunkt des Elektrodenmaterials so niedrig liegt,
daß die Gleichrichterschicht beim Aufgießen des flüssigen Elektrodenmaterials nicht
beschädigt wird. Dadurch, daß durch diese Erfindung ein großer Spielraum in der
Wahl der Materialien gewonnen wird, können diese zweckentsprechend nach Maßgabe
ihrer Wirksamkeit ausgewählt werden.
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Bei den bekannten Ausführungsformen der in Frage stehenden elektrischen
Ventile mit Schichten aus Selen oder Tellur, bei welchen der gute Kontakt zwischen
einer Elektrode und der Gleichrichterschicht dadurch hervorgerufen wird, daß die
Elektrode mit verhältnismäßig großem mechanischen Druck an die Gleichrichterschicht
angedrückt wird, bietet der
Gegenstand der Erfindung einen besonders
großen Vorteil. Bei der bekannten Art der Herstellung eines guten Kontaktes durch
Anwendung eines großen Druckes wird nicht nur der gewünschte Erfolg erzielt, daß
die Leistung des Ventils pro Flächeneinheit vergrößert wird, sondern es muß hierbei
gleichzeitig der Nachteil mit in Kauf genommen werden, daß durch den großen Druck
auch die Stromstärke in der Absperrichtung verhältnismäßig groß wird. Durch die
Anwendung der Erfindung kann der Druck ganz oder zum Teil in Fortfall kommen, ohne
daß die Leistung des Ventils pro Flächeneinheit vermindert wird. Gleichzeitig ist
die Stromstärke in der Absperrichtung durch Wegfall des hohen Druckes sehr gering,
so daß das Verhältnis der Stromstärke in den beiden Richtungen sehr günstig wird.
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Bei diesen Zwischenschichten aus Selen oder Tellur wird durch die
Erfindung der weitere große Vorteil erzielt, daß diese Schichten bei dem Aufgießen
einer Elektrode nicht beschädigt werden können. Bei diesen Schichten aus den metallisch
auftretenden Elementen der Schwefelgruppe ist nämlich die Oberflächenbeschaffenheit
der Schicht von größter Bedeutung für die Leistungsfähigkeit des Ventils. Schon
geringe Beschädigungen der Oberfläche genügen, um die Leistungsfähigkeit erheblich
herabzusetzen. Eine solche Beschädigung kann aber schon durch das bloße Andrücken
einer Elektrode hervorgerufen werden.
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Auch gegenüber dem an sich bekannten Verfahren, eine Elektrode aufzuspritzen,
werden bei den in Frage stehenden Schichten aus Selen oder Tellur große Vorteile
erzielt. Diese Schichten sind nämlich porös, so daß gelegentlich große Poren in
der Schicht auftreten. Beim Aufspritzen einer Metallelektrode auf eine solche Schicht
kann leicht Metall unter dem erheblichen Druck, unter welchem es aufgeschleudert
wird, in die feinen Poren der Schicht eindringen und zu Kurzschlüssen Veranlassung
geben.
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Die gleiche Gefahr besteht, wenn eine Metallfolie in bekannter Weise
durch eine elastische Auflage gegen eine solche Ventilschicht fest angedrückt wird,
denn auch in diesem Falle kann es eintreten, daß die dünne Folie, wenn auch nicht
sofort, so doch im Laufe der Zeit während der Benutzung des Gleichrichters allmählich
in vorhandene Poren eingedrückt wird und zu Kurzschlüssen Veranlassung gibt. Bei
aufgegossenen Elektroden tritt erfahrungsgemäß diese Gefahr nicht ein, weil das
flüssige Metall mangels eines genügenden Druckes nicht in die mit Luft gefüllten
Poren eindringt und weil das Metall sofort zu einem festen Körper erstarrt, so daß
es auch später nicht mehr in die Poren hineingedrückt werden kann.
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Als Material für die aufgegossene Elektrode werden zweckmäßig Metalle
oder Metallegierungen mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet. Für solche Gleichrichterschichten,
die nur sehr geringe Temperaturen ohne Schädigung aushalten, wie z. B. Selenschichten,
können beispielsweise die bekanntlich sehr niedrig schmelzenden Legierungen aus
Blei, Zinn, Wismut, Kadmium usw. Anwendung finden.
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Die Erfindung bietet bereits großen Vorteil, wenn sie nur auf eine
von zwei Ventilelektroden angewendet wird: Insbesondere ist dies dann der Fall,
wenn die Ventilschicht mit einer Elektrode auf irgendeine andere bekannte Weise
innig verbunden worden ist und auf ihrer zweiten Seite an Stelle einer Druckverbindung
nach Maßgabe dieser Erfindung mit der zweiten Elektrode verbunden wird.
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Eine besonders zw eckmäßige Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
wird jedoch dadurch erreicht, daß man die aufgegossene Elektrode so aufgießt, daß
sie zugleich zwei Schichten aus Selen oder Tellur miteinander verbindet. Das Material
der gegossenen Elektrode wird in diesem Falle zwischen zwei solche Schichten gegossen,
wo es erstarrt und beide Platten miteinander verbindet. Man erreicht auf diese Weise
eine Ersparnis an Elektrodenmaterial und gleichzeitig ein handliches, fest gefügtes
Gleichrichterelement,welches leicht in beliebige Apparate eingebaut werden kann
und bei welchem die Gleichrichterschicht gegen Berührung und Beschädigung geschützt
liegt und auch etwaigen nachteiligen Wirkungen derAtmosphäre entzogen ist.
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Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in der Zeichnung im Schnitt
dargestellt. - Mit x sind zwei metallische Elektrodenplatten bezeichnet, welche
die beiden Gleichrichterschichten q. tragen. Auf der Elektrodenplattez liegen noch
die beiden Metallplatten 2, welche dazu dienen, die WärmeableitungausdemVentilzuverbessern.
Zwischen die beiden Gleichrichterschichten q. ist die Metallschicht 3 eingegossen.
In derselben eingebettet liegt der Metalldraht 5, welcher zur Stromüberleitung dient
und den einen Pol des Ventils bildet. Der andere Pol des Ventils liegt an den Metallplatten
r bzw. 2; das ganze Ventil wird zweckmäßig durch eine unter Druck stehende Feder
6 zusammengehalten, damit auch bei Erschütterungen und Temperaturänderungen eine
Lockerung der einzelnen Teile des Ventils nicht eintreten kann. Die Feder 6 steht
unter dem Druck einer Schraube 8, welche in dem Bügel ? gelagert ist.