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Verfahren zur Herstellung von Trockenbatterien für Taschenlampen u. dgL
Die Herstellung von Trockenbatterien lür Taschenlampen u. dgl. geschah bisher in der Art und Weise, dass die die Batterien zusammensetzenden Teile einzeln hergestellt und aufbewahrt wurden, indem im wesentlichen die Zinkbecher und Kohleelektroden in der stillen Geschäfts-
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Zeit, d. h.
zur Haupthedariszeit (Winter) zusammenzustellen, sie - gefullt - in die üblichen Papphülsen einzuführen, nachdem also vorher die Auffüllung der zusammengestellten Zinkelektroden und der entsprechend vorbereiteten Kohleelektroden mit den Elektrolyten entweder
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Fabrikationsverfahren ist jedoch nicht allein in hohem Masse unwirtschaftlich, weil der Bedarf und Verbrauch der Trockenbatterien je nach der Jahreszeit wechselt, indem beispielsweise zur Sommerzeit verhältnismässig wenig-etwa der zwanzigste Teil dieser Batterien-angefordert wird, während zur Winterzeit ein Hochbetrieb einsetzt, der dann mit Sicherheit und Zuverlässigkeit nicht bewältigt werden kann, sondern auch und vor allen Dingen deshalb,
weil bei dieser
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Im Kleinbetriebe spielen diese mechanischen Hemmungen keine wesentliche Rolle, im Grossbetriebe jedoch, wo es darauf ankommt, haushälterisch mit Zeit und Arbeitskraft zahlreicher Arbeiter zu wirtschalten, ohne dass das Erzeugnis darunter leidet, sondern im Gegenteil noch verbessert wird, bildet die Ökonomie der Krälte einen wesentlichen Punkt, der bei der Konstruktion und der Fertigstellung von Kleinbatterien unbedingt in Rechnung gestellt werden muss.
Gerade bei einer exakten Nachprüfung von diesem Standpunkte aus haben sich aber
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durch die Art und die geringe Lagerlähigkeit des Enderzeugnisses bisher bedingten, Zusammenbaues oder aber infolge ihrer erst Zeitintervalle beanspruchenden Wirkungsweise beständig und stets sich wiederholend, gerade dann Zeit verschwendet, wenn der Bedarf an Trockenbatterien am grössten ist. Ein anderes Herstellungsverfahren ist aber bisher deshalb nicht möglich gewesen, weil
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um die fertigen Batterien beispielsweise im Sommer herzustellen, sie bis zum Winter zu lagern und im Winter abzuliefern, da bekannterweise jede Trockenbatterie auch in Ruhestellung arbeitet, d. h.
Elektrizität entwickelt, ferner austrocknet, sich also selbst verzehit. Selbst bei einer Lager-
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Eine genaue Nachprüfung des Werdeganges einer Trockenbatterie ergab nun, dass die Änderung des Herstellungsverfahrens, die dahin zielte, jede Batterie als neutrales, in allen wesentlichen Teilen zusammengestelltes Halberzeugnis mit Elektrolyt zu füllen, bedeutende Schwierigkeiten ergab.
Die Hauptschwierigkeiten, welche zu überwinden waren, um solche rationelle Erzeugung von Trockenbatterien herbeizuführen, bestanden darin : 1. Dass bestimmte sehr empfindliche Teile, und zwar hauptsächlich die Pappisolierungen, die Drahtverbindungen und die Kohleelektrodenkappen nicht mit Elektrolyt befeuchtet werden dürfen ; 2. dass die Auf- füllung des Elektrolyten in zwei Perioden erfolgen muss, um in der ersten Periode eine Sättigung der porösen und neutralen Kohleelektroden herbeizuführen und in der zweiten Periode die richtige
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diese und andere Teile zu befeuchten.
Alle diese Schwierigkeiten sollen durch die Erfindung in wirksamer, einfacher und wirtschaftlich rationeller Art und Weise behoben werden.
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Gemäss der Erfindung wird in der Art und Weise vorgegangen, dass nicht mehr in der stillen Zeit, also im Sommer, als Teile die Zinkbecher einerseits und die Kohleelektroden andrerseits bereitgestellt werden, sondern es wird nunmehr die Trockenbatterie als solche, als neutrales Halbfabrikat in Form eines hohlen Skeletts hergestellt, wie dieselbe in beispielsweiser Ausführungsform in Fig. i veranschaulicht ist, dem neutrale Kohleelektroden in die Zinkbecher d eingesetzt werden. Dann werden die üblichen Kontaktstreifen sowie die Drahtverbindungen an den Zinkelektroden angelötet, hierauf wird dieses Zinkkohlezwischenerzeugnis in die üblichen Papphülsen mit den dazwischen angeordneten, erforderlichen Isolierungsstreifen eingesetzt.
Darauf erfolgt die Verlötung der Zink-mit den Kohleelektroden und mit den üblichen Kohle- ) kontakten.
Wie aus Fig. i ersichtlich, besteht das hohle Gesamtbatterieskelett a beispielsweise aus drei Zellen b, b, b, indem die neutralen Kohleelektroden c, c, c in die Zinkbecher d, d, d eingesetzt sind, worauf die üblichen Kontaktstreifen e, e sowie die Drahtverbindungen f, angeordnet wurden, worauf dieses Zinkkohlezwischenerzeugnis in die übliche Papphülse g mit den dazwischen angeordneten erforderlichen Isolierungsstreifen h, k eingesetzt wurde. Dann erfolgt die Verlötung i, i der Zink-mit den Kohleelektroden und mit den üblichen Kohlekontakten.
Es wird also ein neutrales, mit Elektrolyt nicht gefülltes Halbfabrikat, ein hohles Gesamtbatterieskelett erzeugt, dass in seiner Entwicklungsstufe gegenüber den bisher üblichen Teilen beinahe bis zur ur1gefüllten Trockenbatterie vorgeschritten ist, denn zur völligen Fertigstellung der Trockenbatterien ist es jetzt nur noch erforderlich, die Füllung derselben mittels eines geeigneten Kalt-oder Warmelektrolyten vorzunehmen und die Zellen mit einer Pechmischung zu vergiessen.
Diese Auffüllung war bisher deshalb nicht erreichbar, weil bei der Auffüllung leicht eine Befeuchtung wirksamer Teile, besonders der Pappisolierungen und der Drahtverbindungen sowie der Kohleelektrodenkappen eintritt, derart,, dass durch die entstehende Ausschussware die Wirtschaftlichkeit der ganzen Fabrikation in Frage gestellt worden wäre.
Nunmehr wird zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens eine in genau zu bestimmenden Zeitintervallen exakt funktionierende, jede Tropfenbildung, d. h. jedes Nachtropfen ausschliessende Abfüllvorrichtung geschaffen, die aus einem Elektrolytbehälter besteht und mit einem, von einem Abschlusshahn beeinflussten, feinem Anfüllrohr versehen ist, welche Einrichtung infolge des Luftabschlusses des Elektrolyten in dem durch den Abfüllhahn beeinflussten Abfüllrohr derart arbeitet, dass es nunmehr möglich ist, dieser oben beschriebene, in der dargelegten
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mit Elektrolyt, und zwar in zwei sich wiederholenden Arbeitsgängen so aufzufüllen, dass sich der Elektrolyt im ersten Arbeitsgange in die neutrale Kohlenelektroden einsaugen kann, hierbei aber in keiner Weise weder die Papphülse, die empfindlichen Pappisolierungen,
die Drahtverbindungen oder die besonders empfindlichen Kohlekappen und Kontaktstreifen benetzend, während im zweiten Arbeitsgange der Elektrolyt unter denselben Arbeitsbedingungen die Zinkbecher völlig ausfüllt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besteht die ohne Nachtropfen arbeitende Abfüllvorrichtung für den Elektrolyten aus dem Elektrolytbehälter k, der mit einem feinen Abfüllrohr l versehen ist, welches Abfüllrohr von dem Abschlusshahn m derart beeinflusst wird, dass der Elektrolyt ohne Nachtropfen ausfliesst, indem bei Schliessung des Abschlusshahnes m jedweder weitere Ausfluss aus dem Abfüllrohr 1 aufhört.
Bedenkt man, dass, wenn nur ein wenig Elektrolyt, der bekanntlich Ammoniak o. dgl. enthält, die Kohleelektrodekappen oder die Drahtverbindungen benetzt, ein Zerfressen dieser Teile auftritt, oder dass bei Benetzung der Pappisolierungen sofort Kurzschluss-also die Vernichtung der Trockenbatterie-erfolgt, so resultiert hieraus die besondere Wichtigkeit einer für das vorliegende Verfahren genau abgestimmten, jede Tropfenbildung, d. h. jedes Nachtropfen ausschliessenden Füllvorrichtung, die ein Abfüllen der Zinkbecher in zwei Arbeitsgängen ohne Nachtropfen ermöglicht, damit die vorerwähnten Konstruktionsteile der Trockenbatterie nicht benetzt werden.
Um dann die so aufgefüllte Trockenbatterie fertigzustellen, gibt es zwei Arbeitsverfahren,
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in Wirksamkeit, indem die in den Zellen befindliche, zu erwärmende und dadurch zur Erstarrung bzw. Gelatinierung zu bringende Elektrolytfüllung in einer zur Ausübung des vorliegenden Verfahrens besonders konstruierten Wärmvorrichtung trocken behandelt wird. Diese Wärmvorrichtung, welche aus einer durch irgendeine Wärmquelle (siedendes Wasser, Heissluft usw.) zu beheizenden Zellenanordnung besteht, ermöglicht es, den in den Papphülsen befindlichen, nunmehr mit Elektrolyt aufgefüllten Trockenbatterien mittels Wärmeüberleitung durch diese Papphülsen hindurch und ohne Befeuchtung dieser sehr empfindlichen Hülsen die erforderliche Wärme zuzuführen, um die Gelatinierung des Elektrolyten zu erreichen.
Zu diesem Zwecke wird ein zu beheizender, wärmeleitender Körper, z. B. eine Metallwanne mit Zellenanordnungen
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anpassen und anschmiegen, so dass die Zellen, die von aussen, z. B. durch ein heisses Wasserbad, erwärmt werden, genügend Wärme durch die Zellenwandungen an die Papphülsen der Trocken-
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veranschaulichte Wärmvorrichtung 1Z aus den sich der Formgebung der Trockenbatterien genau anpassenden Wärmzellen o, o, die von einer Metallwanne p umgeben sind, derart, dass die Wandungen y der Wärmzellen o, o von irgend einer Wärmquelle r (siedendes Wasser, Heissluft usw.) umspült werden, also imstande sind, Wärme durch die metallischen Wandungen q jeder Wärmzelle o überzuleiten.
Wird nach dem Kaltverfahren mit der neuartigen Füllvorrichtung das hohle Gesamtbatterieskelett mit Elektrolyt aufgefüllt, so erfolgt dieses gleichfalls wie beschrieben in zwei Arbeits-
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Arbeitsgange die völlige Auffüllung der Zinkbecher. Die Fertigstellung der Trockenbatterien erfordert daher zur Zeit des Abrufs sowohl beim Warm-als auch beim Kaltverfahren nur einen
Bruchteil derjenigen Zeit, die erforderlich wäre, um nach den bisher bekannten Verfahren die bisher übliche Zusammenstellung der Trockenbatterien zu bewirken.
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Trockenbatterieerzeugung, weil es ermöglicht wird, unter wirtschaftlicher Ausnutzung von Material und Arbeitskraft eine stets hochwertige Erzeugung bereitzustellen, also ein gutes Enderzeugnis gerade zur Zeit des Bedarfs abzuliefern.
Mit der Uhr in der Hand lässt sich die Wichtigkeit des neuen Verfahrens für den Grossbetrieb genau ermitteln. Die Herstellung einer Trockenbatterie im Grossbetriebe erfordert genau 8'5 Minuten. Davon fielen nach dem alten Verfahren etwa rg Minuten auf die Vorarbeiten und etwa 7 Minuten auf die Fertigstellung zur Zeit des Abrufs. Nach dem neuen Verfahren erfordern in der stillen Zeit die Vorarbeiten etwa 7 Minuten und die Fertigstellung zur Zeit des Abrufs etwa rg Minuten. Es wird also die grösste Arbeitsleistund für die stille Zeit und die kleinste
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genommen.
Demgemäss wird durch das neue Verfahren und die zur Ausübung desselben erforderlichen
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batterien, d. h. eine gute und wirkungsvolle Auffüllung mit Elektrolyt zur Zeit des Bedarfs in wenigen Minuten (etwa 1. 5 Minuten) erfolgen kann.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Verfahren zur Herstellung von Trockenbatterien für Taschenlampen u. dgl., bei welchen zwei oder mehrere Einzelelemente von einer gemeinsamen Papphülse umschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Xormalteilen bestehende, hohle Batterieskelett als nicht vergossenes Halbfabrikat-also das Gesamtbatterieskelett-ohne Elektrolytfüllung zusammengestellt ist, und dann-zur sofortigen oder beliebig späteren Fertigstellung-mit dem Elektrolyten gefüllt wird, worauf nach Verdichtung des Elektrolyten die Trockenbatterie mit der Vergussmasse verschlossen wird.
2. Verfahren zur Herstellung von Trockenbatterien für Taschenlampen o. dgl., bei welchem