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Elektrodenplatte für Bleiakkumulatoren
Die Erfindung betrifft eine Elektrodenplatte für Bleiakkumulatoren.
Es ist bekannt, derartige Elektrodenplatten mit einem Bleigitter zu versehen, welches diagonale, senkrechte oder waagrechte Stäbe aufweist und von einem Rahmen eingeschlossen ist. Bei den bekannten Konstruktionen dieser Art erweist es sich jedoch als nachteilig, dass sie wegen ihrer zu kleinen wirksamen Oberfläche nicht für'die kurzzeitige Abgabe hoher Ströme geeignet sind. Bei den bekannten Starterbatterien wird dieser Nachteil dadurch vermieden, dass die Platten sehr dünn ausgeführt sind. Dabei zeigt sich jedoch wieder, dass diese Vergrösserung der wirksamen Plattenoberfläche auf Kosten der Dauerbelastbarkeit dieser Batterien geht, da in ihnen zu wenig aktive Masse enthalten ist.
In Diesellokomotiven und Triebwagen werden daher zur Zeit vielfach sogenannte Gross-Starterbatte- rien verwendet. Diese Batterien enthalten die üblichen Gitterplatten, wie sie in Elektrofahrzeugen eingebaut sind, und haben lediglich verstärkte Pole zur Ableitung grosser Ströme. Neben der kapazitiven Belastung für Kompressoren, Beleuchtung usw. sollen diese Batterien auch hohe Startstrome zum Anwerfen der grossen Dieselmotoren abgeben können. Um diese Startströme zu erreichen, müssen diese Batterien überdimensioniert sein, weil die aktive Oberfläche verhältnismässig klein ist.
Mithin sind diese Batterien sehr schwer, teuer und beanspruchen viel Platz. Bekannt ist weiterhin eine Gitterkonstruktion, bei der in einen Rahmen aus Blei Träger für die aktive Masse in Form kleiner Röhrchen aus mikroporösem Kunststoff oder aus mit mikroporösem Kunststoff verklebtem Glasgespinst eingesetzt werden. Diese Konstruktion übertrifft zwar die vorstehend genannte hinsichtlich Belastbarkeit und Kapazität, ist jedoch sehr umständlich zu fertigen und daher sehr kostspielig. Nachteilig ist auch, dass diebesonders an den Angussstellen am Rahmen der Säure ausgesetzten Streben des Gitters rasch korrodieren und damit die Lebensdauer der Platten vermindern.
Aus der österr. Patentschrift Nr. 201684 ist ferner eine Röhrchenelektrodenkonstruktion bekannteworden, bei welcher eine Anzahl miteinander verbundener Röhrchen vorliegt, deren stabförmige Bleileiter durch Querleiter verbunden sind. Die die Röhrchen bildenden Halbschalen aus Kunststoff weisen hiebei Schlitze auf, um den Zutritt des Elektrolyten zur aktiven Masse zu erleichtern. Zur Bildung der Röhrchen werden die beiden Halbschalen verschweisst, verkittet, verklebt oder vernietet. Die wellenartige Form der Halbschalen bedingt aber, dass nur relativ wenig aktive Masse in derartigen Konstruktionen untergebracht werden kann. Ferner sind die den stabförmigen Bleileitern benachbarten aktiven Masseteile relativ weit von den Schlitzen der Kunststoffhalbschalen und damit vom Elektrolyt entfernt.
Dadurch tragen diese Masseteile nicht oder nur wenig zur Stromlieferung bei.
Die Schweizer Patentschrift Nr. 242231 zeigt eine Konstruktion, bei welcher auf ein mit Durchbre- chungen versehenes Bleiblech einzelne aktive Massekuchen aufgelegt und zu beiden Seiten durch ein plattenförmiges Stützelement unterteilt sind. Die Massekuchen ragen hiebei in zellenartige Ausnehmungen der Kunstharzstützelemente hinein. Durch einige Öffnungen des Bleileiters stehen die zu beiden Seiten des Bleileiters angeordneten Massekuchenfelder miteinander in Verbindung, während durch andere Öffnungen des Bleileiters die beiden Kunstharzplatten miteinander verbunden sind. Auch hier können die innen liegenden Partien der Massekuchenfelder nicht vom Elektrolyt erreicht werden, so dass auch bei dieser Konstruktion keine hohe Startleistung vorliegt.
Zwar zeigt die erwähnte Patentschrift auch eine Ausführungsvariante, bei welcher zwischen den Wänden der zellenartigen Ausnehmung und den in diesen Ausnehmungen enthaltenen Massekuchenfel-
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dern geringe Spalte frei bleiben, durch welche der Elektrolyt in geringem Masse zu den inneren Partien der Massekuchenfelder gelangen kann. Eine solche Ausbildung hat jedoch den Nachteil, dass die freigelassenen Spalte oder Kanäle eine Abschlammung der aktiven Masse begünstigen, da ja die Massekuchenfelder entlang der Spalte oder Kanäle seitlich nicht abgestützt sind.
Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, die Nachteile der beschriebenen Konstruktionen zu vermeiden und eine Elektrodenplatte zu schaffen, welche einerseits hohe Startströme zulässt, anderseits eine grosse Dauerbelastbarkeit aufweist.
Die Erfindung geht hiebei aus von einer Konstruktion, bei welcher auf beiden Seiten eines zentralen Bleileiters je eine Kunststoffplatte anliegt, welche Kunststoffplatten regelmässig angeordnete Durchbrüche von Kreis- oder regelmässiger Polygonform aufweisen, in welchen die aktive Masse enthalten ist, und wobei die beiden Kunststoffplatten und die zu beiden Seiten des Bleileiters angeordneten Massepartien jeweils durch Öffnungen des Bleileiters miteinander in Verbindung stehen.
Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, dass der zentrale Bleileiter als von einem Rahmen umschlossenes Gitter ausgebildet ist, dessen Stäbe vorzugsweise diagonal verlaufen, dass ferner die beiden, regelmässig angeordnete Durchbrüche aufweisenden Kunststoffplatten aus mikroporösem, elektrolytbeständigem Material bestehen und durch die Öffnungen des Bleigitters hindurch zu einem einheitlichen mikroporösen Preys- odeur Sinterkörper verbunden sind und dass die besagten Öffnungen des Bleigitters von aktiver Masse durchsetzt sind.
Durch die Aufteilung des Bleileiters auf die einzelnen Gitterstäbe wird einerseits eine vergrösserte Oberfläche des zentralen Bleileiters gesichert, anderseits Raum zur Unterbringung aktiver Masse gesi-
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eine sichere Halterung dieses Preys- odeur Sinterkörpers am Bleileiter erzielt, da ja die Kunststoffplatten zubeiden Seiten des Bleileiters liegen und somit diesen zwischen sich einschliessen. Es wird ein den Blei-
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Hiebei tritt es als besonders günstig in Erscheinung, dass die Plattenform der Elektrode an sich bereits die
Unterbringung von relativ viel aktiver Masse ermöglicht und noch zusätzliche aktive Masse in den Gitter- maschen des Bleileiters untergebracht werden kann. Es ergibt sich somit eine Art Verfilzung des Blei- leiters mit einem mikroporösen Press-oder Sinterkörper, so dass einerseits der Zusammenhalt zwischen diesen beiden Teilen wesentlich verbessert, anderseits die Zuleitung des Elektrolyten auch zu den inner- sten Massepartien gesichert wird. Es ergibt sich daher eine gegenüber den bekannten Konstruktionen we- sentlich erhöhte Startleistung der erfindungsgemässen Elektrodenplatte.
Gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist der mikroporöse Preys- odeur
Sinterkörper an den Angussstellen des Bleigitters am Rahmen und an den Stegen porenfrei verdichtet. Es besteht somit an diesen Stellen keine Mikroporösität des Kunststoffes mehr, so dass diese besonders korro- sionsempfindlichen Stellen des zentralen Bleileiters nicht mit der Säure in Berührung kommen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch veran- schaulicht.
Fig. l zeigt eine Stirnansicht einer erfindungsgemässen Elektrodenplatte, während Fig. 2 eine Seiten- ansicht dieser Platte darstellt. Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Teil der Platte in grösserem Massstab im
Schnitt bzw. in Draufsicht, wobei Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 4 ist. Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Ausführungsvariante in ähnlicher Darstellung zu den Fig. 3 und 4, wobei Fig. 5 ein Schnitt nachder Linie A-B der Fig. 6 ist. Fig. 7 stellt eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles dar, wel- ches in Fig. 8 in Seitenansicht gezeigt ist. Die Fig. 9 und 10 zeigen Details aus Fig. 7 in grösserem Mass- stab im Schnitt bzw. in Draufsicht, wobei Fig. 9 ein Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 10 ist.
Die Fig. 11 und 12 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel in ähnlicher Darstellung zu den Fig. 9 und 10, wobei
Fig. 11 ein Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 12 ist.
BeiallenAusführungsbeispielenbezeichnet l den Rahmen aus Hartblei, welcher den in Form eines
Bleigitters 5 mit diagonal verlaufenden Stäben ausgebildeten zentralen Bleileiter umgibt. Stege 4 unterteilen hiebei die Gesamtfläche der Elektrodenplatte. Die zu beiden Seiten des Bleigitters angeord- neten Kunststoff platten 2 bestehen aus mikroporösem, elektrolytbeständigem Material und sind durch die Öffnungen des Bleigitters 5 hindurch zu einem einheitlichen mikroporösen Press- oder Sinterkörper ver- bunden. Die beiden Kunststoffplatten weisen hiebei regelmässig angeordnete Durchbrüche bzw. Öffnungen auf, welchekreisförmig (Fig. lO, 12) oder in Form regelmässiger Polygone (Fig. 4, 6) ausgebildet sind.
In diesen Öffnungen ist die aktive Masse 7 enthalten, wobei die zu beiden Seiten des Bleileiters ange-
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ordneten Massepartien jeweils durch die Öffnungen des Bleigitters 5 miteinander in Verbindung stehen, so dass diese Öffnungen von aktiver Masse 7 durchsetzt sind. Die Zuleitung des Elektrolyten zu diesen innen liegenden Massepartien wird durch den gleichfalls die Öffnungen des Bleigitters durchsetzenden einheitlichen mikroporösen Press- oder Sinterkörper gesichert, welcher von den beiden miteinander verbundenen Kunststoffplatten 2 gebildet ist.
Der mikroporöse Preys- odeur Sinterkörper ist an den Angussstellen des Bleigitters 5 am Rahmen 1 und an den Stegen 4 porenfrei verdichtet, um einen Schutz des Bleileiters an diesen Stellen gegenüber der Säure zu erzielen.
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negative Platte ist mit an sich bekannten mikroporösen Flachen oder gewellten Scheiderneinem dünnen, auf die ganze Oberfläche der Platte angedrückten Glaswoll- oder Gewebescheider 9 abgeschlossen. Die Masse kann somit nicht herausfallen, aber im Betrieb sich ausdehnen. Zur Vergrösserung der Berührungsfläche zwischen aktiver Masse 7 und Diagonalgitter 5 sind auf den Knotenpunkten des Diagonalgitters Ansätze 6 angebracht.
Es besteht die Möglichkeit, durch entsprechende Formgebung der Durchbrüche der Kunststoffplatten 2 die Platten verschiedener Polarität eindeutig und bleibend zu kennzeichnen, so dass eine Verwechslung bei der Handhabung der Platten mit Sicherheit ausgeschlossen wird. Es können z. B. die für die Aufnahme von positiver aktiver Masse bestimmten Elektrodenplatten kreisförmige Durchbrüche aufweisen (vgl.-z. B. Fig. 10,12), während die zur Aufnahme von negativer aktiver Masse bestimmten Elektrodenplatten Durchbrüche von regelmässiger Polygonform (z. B. regelmässige Sechsecke nach den Fig. 4 und 6) besitzen können. Natürlich kann die Anordnung auch umgekehrt gewählt werden.
Ein weiterer Vorteil einer solchen Massnahme ist darin zu sehen, dass eine derartige Markierung der Elektrodenplatten nach ihrer Polarität ohne einen zusätzlichen Arbeitsgang erfolgen kann, wobei diese Markierung in allen Fällen erhalten bleibt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrodenplatte für Bleiakkumulatoren mit einem zentralen Bleileiter, an welchem auf beiden Seiten je eine Kunststoffplatte anliegt, welche Kunststoffplatten regelmässig angeordnete Durchbrüche von Kreis- oder regelmässiger Polygonform aufweisen, in welchen die aktive Masse enthalten ist, und wobei die beiden Kunststoffplatten und die zu beiden Seiten des Bleileiters angeordneten Massepartien jeweils durch Öffnungen des Bleileiters miteinander in Verbindung stehen, dadurch gekennzeich- net, dass der zentrale Bleileiter als von einem Rahmen (1) umschlossenes Gitter (5) ausgebildet ist, dessen Stäbe vorzugsweise diagonal verlaufen, dass ferner die beiden, regelmässig angeordnete Durchbrüche aufweisenden Kunststoffplatten (2) aus mikroporösem,
elektrolytbeständigem Material bestehen und durch die Öffnungen des Bleigitters (5) hindurch zu einem einheitlichen mikroporösen Preys- odeur Sinterkörper verbunden sind und dass die besagten Öffnungen des Bleigitters (5) von aktiver Masse (7) durchsetzt sind.