DE1049948B - Positive Platte für Bleiakkumulatoren - Google Patents

Description

Die heute bei Bleiakkumulatoren verwendeten Elektroden — positive und negative Platten — sind je nach Venvendungszweck und gestellten Anforderungen verschieden ausgebildet. Es werden heute verwendet:

a) Positive Großoberflächenplatten mit negativen
Kastenplatten

Diese Platten sind überwiegend aus reinem Weichblei gegossen und erhalten durch Anordnung von vielen dünnen Rippen eine große Oberfläche. Die Oberfläche der Platte wird auf elektrochemischem Wege (Formation) selbst zur wirksamen Masse, wobei der als Masseträger verwendete Bleikern im Laufe der Zeit ebenfalls in aktive Masse umgewandelt wird. Diese Art von Platten zeichnen sich durch lange Lebensdauer aus und können mit starken Strömen geladen bzw. belastet werden. Wegen des hohen Eigengewichts und großen Platzbedarfs sind sie allerdings nur beschränkt verwendungsfähig (z. B. für stationäre Anlagen). Trotz großer Oberfläche sind somit Akkumulatoren unter Verwendung vorstehender Platten für reine Starterzwecke nicht geeignet.

Zur Erreichung einer großen Plattenoberfläche bei Großoberflächenplatten werden bei einer anderen bekannten Ausfuhrung in der mit Löchern versehenen dicken Weichbleiplatte ^ier in einer gitterähnlichcn Weichbleiplatte gesonderte Weichblcispiralen oder Weichbleipfropfen aus zusammengerollten, mit Rippen oder Nocken versehenen Bleistrcifen — senkrecht zur Oberfläche der Platte — angeordnet. "Bekannt sind fernerhin Sammlerelektroden, bei denen in die dicke Weichbleiplatte — ebenfalls senkrecht zur Oberilache — mit Textilgewebe umhüllte Masseträger eingesetzt sind, die eine zentrische Bohrung für den Säuredurchfluß aufweisen. Auch diese Platten werden wegen des hohen Eigengewichtes und des großen Platzbcdarfs für Starterbatterien an Fahrzeugen nicht verwendet.

b) Positive Gitterplattcn mit negativen Gitterplatten

Bei den Gitterplatten wird die aktive Masse als Paste in mehr oder minder weitmaschige Gitter aus Hartblei, die als Masseträger und zur Stromableitimg dienen, eingestrichen. Die Gitterstege sind entweder diagonal (z. B. bei positiven Platten) oder senkrecht mit waagerechten Querrippen (z. B. bei negativen Platten) angeordnet. Batterien mit diesen Gitterplattcn haben keine so lange Lebensdauer wie mit Großoberflächenplatten, sind aber wegen ihres geringeren Gewichtes und Platzbedarfs sowie durch ihre große Kapazität vorteilhaft in Elektroklcinfahrzeugen usw. eingesetzt. Sie sind jedoch für kurzzeitige Abgabe hoher Ströme (Starterströme) —wegen der zu kleinen Oberfläche — nicht geeignet. Bekannt ist fernerhin

Anmelder:

Deutsche Bundesbahn,
vertreten durch das Bundesbahn-Zentralamt Minden,
Minden (Westf.), Weserglacis 2

Karl Geißbauer, München,
ist als Erfinder genannt worden

eine gitterplattenähnliehe Bauart für große Kapazität, bei der übereinandergcreihte, teleskopartig ineinandergeschobene, kastenförmige und perforierte Kunststoff-Gehäusehälften den masscbcdcckten Träger umschließen, wobei die Säure die einzelnen, waagerecht angeordneten Gehäusehälften durchspülen können.
Bekannte Starterbatterien für Kraftfahrzeuge usw. enthalten ebenfalls positive und negative Gitterplatten mit einpastierter Masse. Die Platten sind hier sehr dünn gehalten, und durch ihre Vielzahl wird eine Vergrößerung der wirksamen Plattenoberfläche erreicht. Diese Batterie kann wohl kurzzeitig hohe Ströme abgeben, sie ist aber nicht für Dauerbelastung geeignet wegen zu wenig aktiver Masse.

c) Positive Panzerplatten (Röhrchenplatten) mit
negativen Gitterplatten

Die positiven Panzerplatten bestehen aus einer Anzahl stehend nebeneinander angeordneten, zu einer Platte vereinten Röhrchen (Masseträger), in die die wirksame Masse eingefüllt ist. Zur Stromableitung dienen zentrisch in den Röhrchen verlaufende Hartblcidrähte, die an den oberen Enden leitend verbunden sind. Die Röhrchen selbst sind entweder aus Hartgummi mit vielen feinen Schlitzen quer zur Längsachse oder aus Kunststoff mit \-ielen kleinen Löchern gefertigt. Die öffnungen in den Röhrchen gestatten den freien Säurezutritt an die wirksame Masse. In neuerer Zei werden auch Röhrchen aus Glaswollgespinst mit Kunststoffmasse oder Röhrchen aus perforiertem Kunststoff mit innenliegendem Strumpf aus Glaswolle- oder Kunststoff-Fasergewebe verwendet.

Bekannt ist fernerhin, daß säuredurchlässige Röhrchen auch aus stoffartig verwebter Kunststoff-Faser als ganze Platte hergestellt werden, die in der Längs-

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'richtung der Röhrchen kettenartig aneinanderhängen bzw. miteinander verwebt sind.

Die Batterien mit positiven Panzerplatten zeichnen sich durch beste Gewichts- und Platzausnutzung bei . günstigen Kapazitätswerten aus und haben gegenüber den anderen Batterien eine lange Lebensdauer. Die Startleistung ist jedoch geringer wie bei Starterbatterien mit dünnen Gitterplatten, wegen zu kleiner aktiver Oberfläche.

Bei Diesellokomotiven und Triebwagen werden zur Zeit viellach die sogenannten Großstarterbatterien verwendet. Diese Batterien enthalten die üblichen Gitterplatten, wie sie in Elektrofahrzcugen eingebaut sind, und haben lediglich verstärkte Pole zur Ableitung großer Ströme. Neben der kapazitiven Belastung für Kompressoren. Beleuchtung usw. sollen diese Batterien auch hohe Startströme zum Anwerfen der großen Dieselmotoren abgeben können. Um diese Startströme zu erreichen, müssen diese Batterien überdimensionniert sein, weil die aktive Oberfläche verhältnismäßig klein ist. Mithin sind diese Batterien sehr schwer, teuer und beanspruchen einen großen Platz.

Vorstehende Nachteile werden erfmdungsgemäß dadurch behoben, daß die aktiven Flächen der Platten vergrößert werden unter Beibehaltung einer großen aktiven Masse.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine positive Platte für Bleiakkumulatoren mit einem Bleigitter, bestehend aus einem Rahmen mit diagonalen, senkrechten oder waagerechten Stegen, dessen öffnungen zur Aufnahme von senkrecht zu der Oberfläche der Platte angeordneten Trägern für die aktive Masse dienen, wobei zur Erzielung einer großen Oberfläche und von Gewichtsersparnis Träger aus kleinen Rohrabschnitten aus mikroporösem Kunststoff oder aus mit mikroporösem Kunststoff verklebten Glasgespinströhrclien bestehen. Hierbei wird die aktive Masse jeder einzelnen Platte in viele kleine, gleiche Massegruppen aufgeteilt. Durch diese Anordnung der einzelnen Masseträger, die allseitig von der Säure durchdrungen \verden, wird zu der vorhandenen großen Menge aktiver Masse eine sehr große aktive Oberflache geschaffen. Die Vergrößerung der aktiven Oberfläche gegenüber Gitter- und Panzerplatten bei etwa gleichen Masseverhältnissen ist sehr erheblich und ergibt somit bei etwa gleicher Kapazität eine hohe Startkistung. Die bereits ' bekannten säuredurchlässigen mikroporösen Röhrchen oder ähnlich gestaltete Masseträger werden erfindungsgemäß nicht senkrecht nebeneinander, wie bei Panzerplatten, sondern als kurze Stücke waagerecht in der Platte — in Form von Bienenwaben — angeordnet.

In den Zeichnungen sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, und zwar in

Fig. 1 die Ansicht der Platte mit Hartbleirahmen 1, Träger 2, Bleistege 4 und Diagonalgitter 5,

Fig. 2 die Seitenansicht der Platte nach Fig. 1 mit Hartbleirahmen 1 und Träger 2,

Fig. 3 die vergrößerte Darstellung der Träger 2 im Schnitt A-B der Fig. 1 mit Bleiansätzen 6,

Fig. 4 die vergrößerte Ansicht des Ausschnittes bei Schnitt A-B der Fig. 1,

Fig. 5 die Ansicht einer weiteren Ausführung einer Platte mit Kunststoffstreifen 8,

Fig. 6 die Seitenansicht der Platte nach Fig. 5,

Fig. 7 die vergrößerte Darstellung der Träger 2 im Schnitt A-B der Fig. 5 mit Bleiansätzen 6,

Fig. 8 die vergrößerte Ansicht des Ausschnittes bei Schnitt A-B der Fig. 5,

Fig. 9 die Ansicht einer weiteren Ausführung einer Platte mit halbierten Trägern 2,

Fig. 10 die Seitenansicht der Platte nach Fig. 9,
Fig. 11 die \^rcrgrößerte Darstellung der Träger 2 im Schnitt A-B der Fig. 9 mit Bleiansätzen 6,

Fig. 12 eine vergrößerte Seitenansicht im Schnitt eines Trägers 2 im Schnitt C-D der Fig. 11 mit Bleiansätzcn 6,

Fig. 13 die vergrößerte Ansicht des Ausschnittes

ίο bei Schnitt A-B der Fig. 9 mit Bleiansätzen 6.

In einem kräftigen Hartblcirahmen 1 mit senkrechten und waagerechten Stegen 4 und eventuell dazwischenliegendem Diagonalgitter 5 sitzen die säuredurchlässigen Träger 2 (Fig. 1 bis 13). Diese Träger können dabei senkrecht übereinander (also Mitte über Mitte) oder versetzt auf Mitte der darüber- oder darunterliegenden Träger der nächsten Reihen eingeordnet sein. Die Träger selbst sind aus säuredurchlässigem mikroporösem Material hergestellt.

Der Hartbleirahmen 1 mit den vertikalen und waagerechten Stegen 4 und dem Diagonalgitter 5 dient zum Einbau der Träger 2 und als Stromableitung.

Die in den Trägern 2 eingelassenen Bleileistcn Sa (Eig· 9 bis 13) sowie die Knotenpunkte des Diagonalgitters 5 (Fig. 1 bis 4) haben im Mittelpunkt jedes Trägers 2 einen kurzen Bleiansatz 6, um den sich die hineingedrückte aktive Masse 7 legt und eine Vergrößerung der Berührungsfläche mit der aktiven Masse ergibt und fernerhin eine günstige Stromableitung gewährleistet. Die Befestigung der Träger 2 im Hartbleirahmen 1 kann verschieden ausgeführt sein. Soweit die Träger 2 als Einzelröhrchen ausgeführt sind, wird das zwischen Rahmen 1 und Stegen 4 eingegossene Diagonalgitter 5 zur Befestigung verwendet. Bei halbierten Trägern oder auch bei Trägern in der Ausführung als Einzelröhrchen kann der Einbau zur Einsparung von Gewicht mittels schmaler, perforierter Kunststoffstreifen 8 (Fig. 5 bis 8), die im RaI:- men 1 und den Stegen 4 eingelassen sind, ausgeführt werden. Die Kunststoffstreifen 8 sind an jeder Kreuzungsstelle 9 zwischen je vier Trägern 2 gegenseitig, in der Stärke des Streifens, zur Hälfte ausgestanzt und kreuzweise eingelassen.

Die Stirnflächen 3 jedes Trägers oder die gesamten Stirnflächen aller Träger sind abgedeckt, um das vorzeitige Ausschlammen zu verhindern. Hierzu wird der bekannte Glaswoll- oder Gewebescheider 10 und der ebenfalls bekannte mikroporöse Scheider 11 verwendet.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Positive Platte für Bleiakkumulatoren mit einem Bleigitter aus einem Rahmen mit diagonalen, senkrechten oder waagerechten Stegen, dessen öffnungen zur Aufnahme von senkrecht zu der Oberfläche der Platte angeordneten Trägern für die aktive Masse dienen, dadurch gekennzeichnet, d^ß zur Erzielung einer großen Oberfläche und von Gewichtsersparnis die Träger (2) aus kleinen Rohrabschnitten aus mikroporösem Kunststoff oder aus mit mikroporösem Kunststoff verklebten Glasgespinströhrchen bestehen.

2. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromableitung durch in die Röhrchen (2) eingelassene Bleileisten (5 a), die mit dem Bleigittcr verlötet oder vergossen sind, erfolgt.

3. Platte nach Anspruch 2, dadurch gekenn-7u zeichnet, daß die Bleileisten (5 a) einen in die

aktive Masse jedes Trägers ragenden Bleiansatz (6) zur Stromleitung aufweisen.

4. Platte nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der einzelnen Träger der aktiven Masse in den Öffnungen des Gitters perforierte Kunststoffstreifen (8), die im Rahmen und in den Stegen des Gitters abgestützt sind, dienen.