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Verfahren zum Abdichten von Batteriedeckeln
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten von Batterien, beispielsweise von Starterbatterien oder normalen Standardbatterien, mit Hilfe eines Dichtungsmittels, das im flüssigen Zustand in die Rillen des Deckels der Batterie eingegossen wird. Bei den bekannten Verfahren wird zu diesem Zweck meist Bitumen verwendet, das zwar ein einfaches und billiges Dichtungsmittel darstellt, wobei aber das normale Bitumen den Nachteil aufweist, dass es bei etwas höheren Temperaturen, etwa bei 700C zu flüssig wird und bei niedrigen Temperaturen, wie etwa bei-40 C Sprünge bekommt.
Beide Nachteile können bei handelsüblichen Bitumen nicht vermieden werden.
Ein anderes Verfahren ist bekanntgeworden, bei dem das Vergiessen mit Epoxyharz oder andern Harzen zum Abdichten der Deckel erfolgen soll. Derartige Harze sind jedoch sehr teuer und bereiten Schwierigkeiten beim Vergiessen selbst. Weiters haftet ihnen der Nachteil an, dass sie so hart und fest sind,-dass die Deckel der Batterie nicht ohne Zerstörung entfernt werden können.
Es konnte nun gefunden werden, dass beim Abdichten von Batteriedeckeln sehr gute Ergebnisse erzielt werden, wenn das Vergiessen mittels Polypropylen erfolgt, wobei sich die ataktische Form des Materials als besonders geeignet erwiesen hat.
Bei der Herstellung von isotaktischem Polypropylen nach dem Ziegler-Natta-Verfahren fällt das ataktische Polypropylen als wertvolles Nebenprodukt an. Das isotaktische und das ataktische Polypropylen gleichen einander in ihrer chemischen Struktur, beide sind hochmolekulare, aliphatische Kohlenwasserstoffe, die an jedem zweiten Kohlenstoffatom des Kettenmoleküls eine Methylgruppe als Seitenkette tragen ; die beiden Polymere unterscheiden sich aber durch ihre Konfiguration. Beim isotaktischen Polypropylen sind die asymmetrischen Kohlenstoffatome in einem Molekül entweder nur d- oder nur l-orientiert. Da aber die d-und die 1- Formen statistisch gleich verteilt sind, tritt keine optische Aktivität bei dem Polymerisat auf. Beim ataktischen Polypropylen hingegen sind die d-oder l-orientierten Kohlenstoffatome über die Kette. verteilt.
Während das isotaktische Polypropylen einen hohen Anteil an Kristallinität aufweist, ist das ataktische Polypropylen nicht kristallin und besitzt keinen ausgeprägten Schmelzpunkt, sondern einen Erweichungsbereich. Das ataktische Polypropylen ist eine Substanz von elastomerem Charakter, die mit unvulkanisiertem Kautschuk verglichen werden kann.
Es konnte festgestellt werden, dass unstabilisiertes ataktisches Polypropylen weitgehend gegen Lichteinwirkung beständig ist. Die Wärmebeständigkeit bei höheren Temperaturen (200 C) entspricht ungefähr der eines Hochdruckäthylens. Mit Hilfe von entsprechenden Stabilisatoren können die Wärme-und Lichtbeständigkeit noch verbessert werden. Alterungserscheinungen, wie Versprödung oder Erweichung konnten nicht beobachtet werden.
In chemischer Hinsicht verhält sich das ataktische Polypropylen im wesentlichen wie ein verzweigt-kettiges Paraffin ; es ist also unempfindlich gegenüber Säuren, Alkalien und Reduktienmitteln.
Ataktisches Polypropylen ist ein Material, das bei Erwärmung zuerst zäh wird und erst langsam bei höheren Temperaturen in den flüssigen Zustand übergeht. Das erkaltete Material ist elastisch und kautschukartig. Das ataktische Polypropylen klebt sehr gut sowohl auf Hartgummi als auch auf Blei.
Diese Verbindung wird auch bei den gebräuchlichen Temperaturen von +700 bis-40 C nicht gelöst.
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Zum Verschliessen von Batterien werden bei modernen Herstellungsverfahren bevorzugt Deckel verwendet, die aus einem Stück sind und die ganze Batterie abdecken. Diese Deckel müssen sowohl die Batterie nach aussen hin als auch die einzelnen Zellen vollkommen abdichten. Im ersten Fall darf die Säure nicht nach aussen gelangen, im zweiten Falle kein Säureübergang zwischen den Zellen entstehen, was ein Funktionieren der Batterie verhindern würde. Eine solche gewünschte gute Abdichtung wird durch eine Abdichtmasse erzielt, mit der die Rillen im Deckel gefüllt werden. In den meisten Fällen wird hiezu ein Epoxyharz oder ein Polyurethan verwendet. Beides ist verhältnismässig teuer. Bestimmte Mischungsverhältnisse müssen genau eingehalten werden zwischen Harz und Härter. Die Mischung darf nicht zu lange vor ihrer Verwendung stehen gelassen werden, da sie sonst erhärtet.
Im andern Falle härtet diese Mischung aber erst nach einer gewissen Zeit und ist bis dahin noch nicht dicht. Diese Materialien sind nach dem Hartwerden unlösbar und der Deckel kann ohne Zerstörung der Batterie nicht mehr gelöst werden. Falls ein Fabrikationsfehler vorliegt oder eine Undichtheit des Deckels festgestellt wurde, lassen sich diese Fehler nicht mehr beseitigen, sondern die Batterie muss weggeworfen werden.
Das ataktische Polypropylen eignet sich besonders gut zum Vergiessen von Kunststoffdeckeln in Kunststoffgefässen, insbesondere Polypropylen oder auch Hartgummigefässen. Normale Vergussmasse (Bitumen) ist zum Vergiessen von Kunststoffdeckeln nicht brauchbar, da es sich nicht richtig bindet und sich insbesonders bei kalten Temperaturen sofort ablöst. Das ataktische Polypropylen bindet sehr gut mit gleichartigem Kunststoff, wie z. B. isototaktischem Polypropylen, und gewährleistet eine gute Abdichtung der Batterie.
Erfindungsgemäss wird für dieses Abdichten ataktisches Polypropylen verwendet, das durch Erhitzen geschmolzen und dann im flüssigen Zustand in die Rillen des Deckels, wie beispielsweise Monodeckel oder Einzeldeckel eingegossen wird, u. zw. so, dass alle Vertiefungen gut gefüllt sind. Der Batteriekasten wird anschliessend mit den fertig eingebauten Plattensätzen auf den Deckel gekippt. Nach kurzer Zeit ist das Polypropylen schon so zäh, dass es nicht mehr nach unten läuft und die Batterie wieder umgedreht werden kann. Nach etwa einer Stunde ist das Polypropylen so hart, dass die Batterie auf Dichtheit geprüft werden kann. Diese Verbindung ist auch bei extremen Temperaturen sicher, d. h. auch bei grosser Kälte entstehen im Polypropylen keine Risse und auch bei hohen Temperaturen wird es nicht so weich, dass der Deckel nicht mehr abdichtet.
Wird die Batterie in einem heissen Raum bis zu etwa 90 C erhitzt, so wird das Polypropylen wieder so zähweich, dass der Deckel bei Festhalten des Kastens nach oben wieder abgezogen werden kann. Hiebei werden vielleicht die Separatoren durch die höhere Temperatur beschädigt und müssen ersetzt werden. Aber sonst kann die Batterie ohne weiteres repariert und neuerlich wieder hergerichtet werden. Eine Temperatur von 900C wird die Batterie im Gebrauchsfalle nicht erreichen. Der Deckel wird unterhalb dieser Temperatur sicher gut auf der Batterie aufsitzen und sichere Abdichtung gewährleisten.
Das ataktische Polypropylen eignet sich nicht nur zum Abdichten von Starterbatteriedeckeln, sondern auch sehr gut zum Vergiessen von normalen Standardbatterien. Falls auf extreme Temperaturen Rücksicht genommen wird, z. B. für Tropen, muss ein besonderes Bitumen oder ein besonderes Gemisch von Bitumen verwendet werden, das dann bei extremer Kälte nicht zu verwenden ist. Dasselbe ist für
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extreme Temperaturen gefordert werden, so werden diese Bedingungen nur durch Abdichtung mit Spezialharzen z. B. Epoxyharzen, erreicht, wobei die Nachteile eines höheren Preises und Unmöglichkeit des Reparierens in Kauf genommen werden müssen. Bei einer Verwendung von ataktischem Polypropylen können beide Nachteile vermieden werden.
Einige Batterietypen sind mit vergossenen Verbindern ausgerüstet, d. h., die Verbinder werden normal über den Deckeln verlötet und werden dann mit Vergussmasse auch über den Verbindern vergossen, so dass die Oberfläche der Batterie mit Ausnahme der Einfüllöffnungen für Säure und der Endpole ganz mit Vergussmasse bedeckt ist. Nun kommt es oft vor, dass Buchsen nicht ganz dicht sind und dass Säure unter die Vergussmasse gelangt. Bei Ladung entstehen nun durch die Gasung Blasen, die die Vergussmasse abheben und auch Säure zum Teil austreten lassen. Dies ist sehr unschön und führt zu vielen Reklamationen. Hauptsächlich geschieht dies bei warmer Batterie, wenn die Vergussmasse warm und dadurch weich wird.
Der Verguss mit ataktischem Polypropylen verhindert diese Blasenbildung, da das Polypropylen bei erhöhter Temperatur noch fester ist ud eine Blasenbildung auf dem Deckel der Batterie nicht zulässt. Hiedurch wird ein Ärgernis für den Batteriebenutzer vermieden.