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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines lagerfähigen und durch
Hinzufügen des erforderlichen Elektrolytes für die Benutzung aktivierbaren Bleiakkumulators, wobei in einem Batteriekasten Gitterplatten angeordnet werden, welche die durch eine Formierung in aktives
Plattenmaterial umwandelbare Paste tragen, und zunächst Formierelektrolyt in die Zellenkammern gefüllt wird, die Platten formiert und anschliessend der Formierelektrolyt aus dem Gehäuse entfernt wird.
Ziel der Erfindung ist es, ein solches, aus der DE-OS 2324389 vorbekanntes Verfahren zu verbessern, zu vereinfachen und zur Herstellung eines Endproduktes optimal hoher Lagerungsfähigkeit auszugestalten.
Zur Erreichung dieser Ziele ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass a) bei der Formierung durch Umwandlung dieser Paste in aktives Plattenmaterial durch die in einer wässerigen Lösung von Schwefelsäure getauchten Gitterplatten ein elektrischer Strom geführt wird, durch den sich die Temperatur dieser Lösung während des Formierungsvorganges auf mindestens 65 erhöht, dass b) der elektrische Stromdurchfluss unterbrochen wird, sobald eine für eine Beaufschlagung der
Platten mit einer Ladung von mindestens 50% eines vorbestimmten Endwertes ausreichende Menge der Paste umgewandelt wurde, dass sodann c) die Platten in dieser Lösung durch mindestens dreissig Minuten belassen werden, dass sodann d) ein weiterer Durchfluss elektrischen Stromes vollzogen wird, um auf den Platten eine Ladung des vorbestimmten Endwertes zu erzeugen, und dass sodann e)
die wässerige Lösung durch Schwerkraft aus dem Batteriekasten entfernt und schliesslich der
Batteriekasten gegen die Atmosphäre abgedichtet wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt eine optimale Verringerung der Standzeit zwischen den beiden Formierungsphasen und erweist sich dadurch als echte Bereicherung des Standes der Technik. Der abschliessende Stromdurchfluss ersetzt den während der Standperiode unvermeidlichen Ladungsverlust. Die Entleerung des Batteriekastens durch auf die wässerige Lösung wirkende Schwerkraft ermöglicht es, auf ein zusätzliches Schütteln des Behälters oder auf das Einblasen von Luft zu verzichten ; davon abgesehen behalten die Batterieplatten einen gewissen Anteil der Säure zurück und dies erhöht die Fähigkeit der positiven Platten, auch längere Lagerungszeiträume schadlos zu überstehen.
Dadurch ist das erfindungsgemässe Verfahren dem eingangs bezeichneten vorbekannten Verfahren, bei welchem die Säure durch Zentrifugieren aus dem Batteriekasten entfernt wird, überlegen, u. zw. sowohl in herstellungstechnischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht.
Vorteilhafterweise können die Zellenverbindungen durch die den Batteriekasten in Zellenkammern unterteilenden Scheidewände hindurchgeführt werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird nach dem Füllen der Zellenkammern mit der wässerigen Lösung der Schwefelsäure und vor der Durchführung des Formierungsvorganges ein Batteriedeckel am Batteriekasten befestigt.
Nachstehend ist an Hand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert :
In diesen Zeichnungen ist die Fig. l eine schaubildliche Ansicht des Batteriekastens während des Einsetzens der aus Batterieplatten-Gittern und Separatoren gebildeten Blöcke in diesen Kasten, und die Fig. 2 ist ein Teilquerschnitt, teils eine Ansicht des Batteriekastens, welcher die Fertigstellung der Zellenverbindungen veranschaulicht.
Die Batterieplatten gemäss dieser Zeichnungen werden mittels der aus einer Bleilegierung bestehenden Gitter --11-- hergestellt, welche jene Bleiakkumulatoren-Paste tragen, die man benötigt, um-nach deren Umwandlung in aktives Plattenmaterial- positive oder negative Batterieplatten zu bilden. Die Zusammen-
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die erforderliche Paste zur Herstellung einer negativen bzw. positiven Batterieplatte.
Die Blöcke --12-- werden sodann in einen aus Polypropylen oder anderem geeigneten Material geformten Batteriekasten --14-- eingesetzt, der durch zueinander parallele, voneinander distanzierte Scheidewände --16-- in sechs Zellenkammern --15-- unterteilt ist. Jede Zellenkammer --15-- enthält einen zugehörigen Block --12-- und in jedem der vier, in den inneren Kammern des Batteriekastens --14--
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untergebrachten Blöcke --12-- sind alle Gitter --11--, welche positive Batterieplatten bilden, mittels eines
Plattenverbinders zu einem Plattensatz verbunden, der ein Anschlussrohr --17-- trägt, und alle Gitter, welche negative Platten bilden, sind mit einem Plattenverbinder zu einem Plattensatz verbunden, der ein
Anschlussrohr --18-- trägt.
Die einzelnen Anschlussrohre --17 und 18-- erstrecken sich im wesentlichen parallel zu den Scheidewänden --16-- und jedes der Ohren --17-- ist mit einem einstückig ausragenden Fortsatz --17a-- versehen. Jeder in einer Endkammer des Batteriekastens --14-- untergebrachte Block - umfasst einen Gittersatz, der mit einem Ohr --17 oder 18-- verbunden ist, wogegen der jeweils andere Gittersatz mit einem Anschlusspol --19-- verbunden ist.
Wie in Fig. 2 dargestellt, weisen die Scheidewände --16-- gestanzte Löcher --16a-- auf und sind diese derart angeordnet, dass sich jeder Fortsatz --17a-- eines in den Batteriekasten --14-- eingesetzten
Blockes --12-- durch ein solches Loch --16a-- erstreckt und mit dem Ohr --18-- eines Plattenverbinders in der benachbarten Kammer in Verbindung tritt. Die Scheidewände --16-- müssen, um das Einsetzen der Blöcke --12-- in den Batteriekasten --14-- zu ermöglichen, geringfügig verformt werden.
Sobald sich alle Blöcke --12-- in ihrer Sollage innerhalb der Kammern befinden, werden die Zellenverbindungen unter Benutzung eines Widerstandsschweissgerätes --21-- hergestellt. Dieses Gerät --21-- umfasst ein Paar von Elektroden --22, 23--, die an den einander gegenüberliegenden Ohren --17 bzw. 18-- der Plattenverbinder benachbart untergebrachter Blöcke --12-- anlegbar sind, um diese Ohren durch Widerstands- schweissung miteinander zu verbinden.
Während dieses Schweissvorganges pressen die Elektroden --22, 23-- gleichzeitig die Ohren --17, 18-- gegen die zugeordnete Scheidewand und lassen zwischen diesen Ohren soviel Strom durch den Fortsatz --17a-- fliessen, dass dieser Fortsatz schmilzt und die vom Loch - gebildete Öffnung der Scheidewand --16-- ausfüllt. An jedem Ohr --17 bzw. 18-- kann ein ringförmiger Wulst vorgesehen sein, um eine Abdichtung der in den Scheidewänden --16-- vorgesehenen Löcher --16a-- sicherzustellen. Selbstverständlich könnten aber im Rahmen der Erfindung auch andere als die obenbeschriebene Anordnung zur Herstellung der Zellenverbindungen durch die Scheidewände --16-- hindurch verwendet werden.
Sobald nun die Zellenverbindungen fertiggestellt sind, wird jede Zellenkammer --15-- mit einer wässerigen Lösung von Schwefelsäure mit einem spezifischen Gewicht zwischen 1, 05 und 1, 20 g/cm3 oder vorzugsweise 1, 10 und 1, 18 g/cm3 gefüllt. Besonders bevorzugt beträgt das spezifische Gewicht der Schwefelsäurelösung zwischen 1, 14 und 1, 16 g/cm3. Die Anschlusspole-19-werden dann an eine Stromquelle angeschlossen und an den Gittern --11-- wird ein erster Formierungsvorgang durchgeführt, indem man zwischen den Anschlusspolen --19-- Strom durch die Gitter --11-- fliessen lässt und solcherart die Paste an den Gittern --11-- in aktives Plattenmaterial umwandelt.
Infolge der Zusammensetzung der auf den Gittern --11-- befindlichen, wohlbekannt zusammengesetzten Paste wandelt der Stromdurchgang diese Paste auf jenen Gittern --11--, die negative Batterieplatten bilden, in metallisches Blei, und die Paste auf jenen Gittern, die positive Platten bilden, in Bleidioxyd um. Während dieses ersten Formierungsvorganges steigt die Temperatur der Schwefelsäurelösung innerhalb der Zellenkammern --15-- und die Grösse des zwischen den Anschlusspolen --19-- fliessenden Stromes ist so zu wählen, dass die Temperatur der Säure auf 65 bis 82 C ansteigt.
Im Verlauf des Fortschreitens der Formierung steigt die Ladung auf den teilweise formierten Batterieplatten an und sobald diese Ladung maximal 50% oder-noch besser-mindestens 60% der vorbestimmten Endladung der Batterieplatten erreicht, wird der elektrische Stromdurchgang zwischen den Anschlusspolen-19-unterbrochen.
Sobald dieser erste Formierungsvorgang beendet worden ist, lässt man die teilformierten Batterieplatten in der heissen, wässerigen Schwefelsäurelösung auf eine Dauer von mindestens dreissig Minuten stehen. Normalerweise beträgt diese Standperiode zwischen fünfundvierzig Minuten und drei Stunden, die Dauer hängt von der Temperatur der Schwefelsäurelösung am Ende des ersten Formierungsvorganges ab.
Nach dieser Standperiode wird ein zweiter Formierungsvorgang durchgeführt, indem man zwischen den Anschlusspolen-19-wieder einen elektrischen Strom, vorzugsweise der gleichen Stärke wie vorher, durch die Batterieplatten fliessen lässt. Dieser zweite Formierungsvorgang wird so lange fortgesetzt, bis die Umwandlung der Paste in das aktive Material der herzustellenden Batterieplatten vervollständigt ist und die Ladung auf den Platten den gewünschten vorbestimmten Endwert erreicht hat. Der Batteriekasten - wird sodann gekippt und auf eine Dauer von etwa 45 Minuten umgedreht belassen, um die Schwefelsäurelösung aus dem Kasten ausrinnen zu lassen.
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Schliesslich wird der Batteriekasten durch Aufschweissen eines nicht dargestellten, aus thermoplasti- schem Material bestehenden Deckels auf die offene Oberseite verschlossen ; letzteres kann durch
Anpressen des Deckels und des oberen Umfangsrandes des Kastens --14-- gegen einander gegenüber- liegende Flächen einer nicht dargestellten Heizplatte durchgeführt werden, wobei jene Teile des Deckels und des Kastens, die mit der Heizplatte in Berührung treten, angeschmolzen werden. Die Heizplatte wird sodann entfernt und die angeschmolzenen Teile des Deckels und des Kastens werden zusammengepresst, so dass der Deckel solcherart mit dem Kasten --14-- verbunden wird.
Das obenbeschriebene Verfahren dient zum Zusammenbau einer sogenannten trocken geladenen
Batterie als Endprodukt, d. i. eine Batterie, die ohne Elektrolytfüllung gelagert wird und deshalb zur
Gebrauchnahme erst durch Hinzufügung des Elektrolyten aktiviert werden muss. Wenn also der Kasten mit einem Deckel verschlossen wird, muss sichergestellt werden, dass die im Gehäusedeckel für die spätere
Aktivierung vorgesehenen Füllöffnungen gegen die Atmosphäre abgedichtet sind, so dass vor der
Aktivierung der Batterie keine feuchte Luft zu den Batterieplatten gelangen kann.
Demnach muss bei einer Batterie dieser Gattung sichergestellt werden, dass die Batterieplatten in der
Batterie über lange Zeiträume ohne Elektrolyten gelagert werden können. Dies wird durch das erfindungsgemässe Verfahren gewährleistet, weil während der Standperiode das aktive Material der teilformierten Platte einer chemischen Reaktion unterliegt, deren Natur zwar exakt nicht bekannt ist, die jedoch in den fertiggestellten Platten bewirkt, dass sie bei der Lagerung kaum einer Beeinträchtigung unterliegen. Gleichwohl auch in der üblichen Herstellungstechnik schon ähnliche Resultate erzielt werden konnten, so benötigt man hiebei für die chemische Reaktion, die eine solche Beeinträchtigung der
Batterieplatten durch längere Lagerung verhindert, doch eine Standperiode von mindestens 24 Stunden.
Demgegenüber schreitet bei Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens die Reaktion in einem zunehmenden Ausmass fort, das von der Temperatur der Säurelösung am Ende des ersten Formierungs- vorganges abhängig ist, wobei der für die Standperiode erforderliche Zeitaufwand erheblich verringert werden kann.
Selbstverständlich kann die obenbeschriebene zweistufige Formierung an einer grossen Anzahl von Batterien, von denen jede Blöcke von Batterieplatten-Gittern --11-- enthält, derart durchgeführt werden, dass die herzustellenden Batterieplatten alle gleichzeitig formiert werden. Da der Batteriekasten --14-während der Formierung unversiegelt bleibt, erweist es sich als zweckmässig, die Umwandlungsvorgänge in einer der Batterieplattenherstellung dienenden Fabrik ausserhalb der Werkstätten, etwa in einem belüfteten, abgeschlossenen gesonderten Raum durchzuführen, um das Fabrikspersonal vor den säurehaltigen Dämpfen zu schützen, die sich während der Umwandlung bilden. Begreiflicherweise kann also auch das Ausmass der Umwandlung, wenn man für die Umwandlung einen solchen isolierten Raum benutzt, gefahrlos erhöht werden.
Es sei hervorgehoben, dass sich die Säure während der Umwandlung der Gitter --11-- in die herzustellenden positiven und negativen Batterieplatten und auch während der nachfolgenden Entfernung der Säure aus dem Kasten --14-- an der oberen Umfangskante dieses Kastens zu sammeln trachtet.
Gleichwohl behindert diese Säure erfahrungsgemäss nicht das Aufschweissen des Deckels auf den Kasten. Im Gegensatz dazu fand man, dass bei Verwendung eines Klebers, wie etwa eines Epoxyharzes, zur Befestigung des Deckels am Kasten eine am oberen Umfangsrand des Kastens befindliche Säure die Herstellung einer einwandfreien Verbindung zwischen dem Deckel und dem Kasten verhindert.
Alternativ zum oben beschriebenen Verfahren kann der erfindungsgemässe zweistufige Formierungsvorgang auch ausgeführt werden, nachdem der Deckel am Kasten --14-- befestigt wurde. Allerdings muss man in diesem Fall bei Entleeren des Kastens möglichst die gesamte Säure ausrinnen lassen und dafür sorgen, dass etwa eine Profilierung der Unterseite des Deckels kein Zurückbleiben von Säure im Deckel verursachen kann. Auch wird der für das Ausrinnenlassen der Säure erforderliche Zeitaufwand grösser und man benötigt hiefur bis zu drei Stunden.
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