DE153139C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die in die Elektroden elektrischer Sammler eingetragene wirksame Masse (Bleiverbindungen) zeigt im Betriebe bekanntlich ein durchaus verschiedenes Verhalten, je nachdem die betreffende Platte als positive oder als negative Polelektrode dient. Das Superoxyd der positiven Polelektröde hat bei der Entladung das Bestreben, sich auszudehnen; bei der darauf folgenden Ladung zieht es sichThe effective mass entered in the electrodes of electrical collectors (lead compounds) As is well known, shows quite different behavior in the company, depending on the record in question as positive or as negative pole electrode is used. The superoxide of the positive pole electrode has when discharging the desire to expand; the subsequent charge pulls itself out

ίο wieder zusammen, jedoch im allgemeinen nicht vollständig auf das frühere Volumen. Es verliert infolgedessen mehr und mehr den Zusammenhang mit dem Träger und beteiligt sich immer weniger an der Stromlieferung.ίο back together, but generally not completely to the previous volume. As a result, it becomes more and more out of context with the carrier and is less and less involved in the delivery of electricity.

Um diesem Übelstande zu begegnen, hat man vorgeschlagen, durch elastisch angedrückte, perforierte Bleche die Masse zusammenzuhalten oder elastische Körper, wie Federn und dergleichen, in die Masse selbst einzubetten, die bei der mit großer Kraft erfolgenden Ausdehnung nachgeben und die Masse hinterher wieder zusammendrücken.In order to counteract this disadvantage, it has been proposed to use elastically pressed, perforated sheets to hold the mass together or elastic bodies such as springs and the like in the mass itself to embed, which yield when the expansion takes place with great force and which Press the mass together again afterwards.

Im Gegensatz hierzu zieht sich der Bleischwamm der negativen Polelektrode im Laufe der Ladungen und Entladungen immer mehr zusammen und nimmt zuletzt mehr oder weniger die Struktur des festen Bleies an.In contrast to this, the lead sponge of the negative pole electrode pulls in the course of the charges and discharges more and more together and finally takes on more or less the structure of the solid lead.

, Die hierdurch bewirkte Verengung der Poren läßt dann die Säure nicht mehr genügend in das Innere der negativen Masse eindringen, und die Kapazität der Elektrode geht zurück. Diese Erscheinung ist unter der Bezeichnung des Schrumpfens oder des Sinterns des Bleischwammes allgemein bekannt.The resulting narrowing of the pores then no longer allows the acid to penetrate sufficiently penetrate the inside of the negative ground, and the capacitance of the electrode decreases. This phenomenon is known as lead sponge shrinkage or sintering well known.

Langjährige Versuche mit negativen Polelektroden führten nun zu der Entdeckung, daß das Zusammenziehen des Bleischwammes nicht eintritt, wenn der ursprünglich eingetragenen Masse hinreichende Mengen fein verteilter inerter Körper zugesetzt werden. Als solche Zusätze sind vorgeschlagen: sehr fein gemahlener Koks, Gips, Bimsstein, Cellulose, Porzellanmehl, China Clay usw. Je nach der Menge der Zusätze tritt dann ein starkes Aufquellen . der wirksamen Masse bis auf das Zweifache des ursprünglichen Volumens und darüber ein, so daß der Säure der Zutritt in das Innere der Elektrode gewahrt bleibt. Diese Entdeckung schien zunächst einer gewerblichen Ausnutzung nicht fähig, da die Masse aus der Ebene des freien Gitters bald herauswächst und abbröckelt, so daß es vorkommen kann, daß der sonst so fest sitzende Bleischwamm schon nach sehr kurzer Zeit aus den Gittern vollständig herausfällt. Es ist daher auch nicht bekannt geworden, daß die durch Zusatz inerter Körper aufquellbar gemachte wirksame Masse irgendwie praktisch verwertet worden wäre.Long-term experiments with negative pole electrodes have now led to the discovery that the contraction of the lead sponge does not occur when the originally registered one Mass sufficient amounts of finely divided inert bodies are added. Suggested such additives are: very finely ground coke, plaster of paris, pumice stone, cellulose, porcelain flour, china clay etc. Depending on The amount of additives then swells considerably. the effective mass up to to twice the original volume and above, so that the acid of the Access to the interior of the electrode is retained. This discovery seemed at first not capable of commercial use, since the mass is out of the plane of the free lattice soon grows out and crumbles, so that it can happen that the otherwise so firmly attached Lead sponge falls completely out of the grids after a very short time. It is therefore it has not become known that those made swellable by adding inert bodies effective mass would somehow have been put to practical use.

Nachdem die Beobachtung gemacht war, ·6ο daß die Masse aus dem Gitter herauswächst und abbröckelt, lag es nahe, die Gitter in bekannter Weise auf beiden Seiten so zu schließen, daß das Abbröckeln nicht eintritt. Bei solchen Gittern trat nun die bisher unbekannte und auch nicht erwartete Erscheinung ein, daß die Masse bei noch so großen Zusätzen inerter Körper keinerlei Neigung zum Auf-After the observation was made, · 6ο that the mass grows out of the grid and crumbling, it was obvious to close the bars on both sides in the usual way conclude that the crumbling does not occur. In the case of such grids, the hitherto unknown one now appeared and also an unexpected appearance that the mass, no matter how large the additions inert body has no tendency to

quellen zeigte, sondern im Gegenteil schrumpfte. Dieses Schrumpfen der Masse wurde auch beobachtet, wenn man, wie dies auch schon vorgeschlagen ist (vergl. die britische Patentschrift 12954 vom Jahre 1901), elastische Federn in die Masse einbettet. Aus diesen Beobachtungen ließ sich der Schluß ziehen, daß die Kraft, die. die Masse auseinandertreibt, ganz außerordentlich klein ist und durch den geringsten Widerstand aufgehoben werden kann. Weitere Überlegungen führten dann zu Versuchen mit negativen Polelektroden, deren Zellen oder Hohlräume, wie es bei positiven Polelektroden vielfach geschehen ist (vergl. z. B. die deutschen Patentschriften 50270 und 63881 der Klasse 21), nur teilweise mit aufquellbarer Masse gefüllt wurden. Hierbei zeigte sich nun, daß, wenn die Hohlräume nur so weit gefüllt werden, daß die durch den Zusatz der inerten Körper auftretende Aufquellung ungestört erfolgen kann, die Masse dorthin wächst und sich ausdehnt, wo ihr durch den nicht ausgefüllten Raum Platz zum Aufquellen gelassen war. Wesentlich ist hierbei, daß der nicht mit wirksamer Masse gefüllte Teil der Zellenhohlräume entweder von vornherein oder wenigstens zu der Zeit, zu welcher das Aufquellen stattfinden soll, vollständig frei ist, so daß keinerlei Hindernis entgegensteht. Sind z. B. diese Hohlräume zunächst etwa zum Zwecke der besseren Versendung der Platten mit löslichen Salzen oder sonst irgendwie ausgefüllt, so müssen diese Füllmaterialien vor der Periode des Aufquellens wieder entfernt werden. Der Bleischwamm nimmt dann im Laufe des Betriebes ein vollkommen lockeres Gefüge von etwa dem doppelten Volumen des ursprünglichen und darüber an, und die Elektrode behält dauernd die ursprüngliche Kapazität.swelling showed, but on the contrary shrank. This shrinking of the mass was also observed when, as has already been suggested (cf. British patent specification 12954 from 1901), embeds elastic springs in the mass. The conclusion could be drawn from these observations pull that force that. drives the crowd apart, is extremely small and can be canceled by the slightest resistance. Further considerations then led to experiments with negative pole electrodes, their cells or cavities, like it has happened many times with positive pole electrodes (see, for example, the German patents 50270 and 63881 of class 21), were only partially filled with swellable mass. Here It has now been shown that if the cavities are only filled so far that the through the Addition of the swelling occurring in the inert body can take place undisturbed, the mass grows and expands to where there is room for you through the unfilled space Was allowed to swell. It is essential here that the not filled with effective mass Part of the cell cavities either in the first place, or at least at the time, too which the swelling is to take place is completely free, so that no obstacle stands in the way. Are z. B. these cavities initially for the purpose of better sending the plates with soluble salts or otherwise filled in somehow, these filling materials must be filled before the period of swelling be removed again. The lead sponge then takes on a completely loose structure of about in the course of operation twice the volume of the original and above, and the electrode retains the original capacity continuously.

Die teilweise Ausfüllung der Zellen kann in verschiedener Weise vorgenommen werden. Bei einfachen Gitterplatten wendet man zweckmäßig Lehren an, die beim Einstreichen oder Eintragen der Masse den Teil der Zellen ausfüllen, der leer bleiben soll.The partial filling of the cells can be done in various ways. In the case of simple grid plates, it is useful to apply gauges that are applied when painting or Enter the mass to fill in the part of the cells that should remain empty.

Fig. ι bis 5 zeigen verschiedene Arten der Zellenfüllung. Fig. 1 ist eine Ansicht eines Gitters mit halbgefüllten Zellen vor Anbringung der durchlöcherten Deckplatte. Fig. 2 ist ein etwas vergrößerter Schnitt nach x-x der Fig. 1 durch die Elektrodenplatte mit den beiderseitig mittels durchlöcherten Blechs a geschlossenen Zellen. Die von den Stegen b gebildeten Zellen sind zur Hälfte mit der wirksamen Masse c gefüllt, die im Verlauf der Benutzung aufquillt und durch die Bleche α gezwungen wird, in die leeren Räume d hineinzuwachsen, so daß sie diese nach und nach ganz ausfüllt. Das Verhältnis des leeren Raumes d einer Zelle zur Füllung c richtet sich nach dem Zusatz der inerten Körper. Versuche haben ergeben, daß man vorteilhaft die Menge der Zusätze inerter Körper so zu bemessen hat, daß die wirksame Masse sich etwa um das Doppelte ihres ursprünglichen Volumens ausdehnt; dann sind die Zellen, wie in der Zeichnung angenommen, nur halb zu füllen.Fig. 1 to 5 show different types of cell filling. Figure 1 is a view of a grid with half-filled cells prior to attachment of the perforated cover plate. FIG. 2 is a somewhat enlarged section according to xx of FIG. 1 through the electrode plate with the cells closed on both sides by means of perforated sheet metal a. The cells formed by the webs b are half filled with the effective mass c , which swells in the course of use and is forced by the metal sheets α to grow into the empty spaces d so that it gradually fills them completely. The ratio of the empty space d of a cell to the filling c depends on the addition of the inert body. Experiments have shown that it is advantageous to measure the amount of the additives inert bodies so that the effective mass expands to about twice its original volume; then, as assumed in the drawing, the cells are only half filled.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen andere Arten der Ausfüllung der Zellen von Gitterplatten. Besitzen die Elektordenplatten eine mittlere Wand, so kann die teilweise Ausfüllung der Zellen nach Fig. 2 und 3 erfolgen. Im übrigen kann die Art der Ausfüllung mannigfach geändert werden, es kommt stets nur darauf an, daß ein hinreichend großer Teil jeder Zelle beim Beginn der Ladungen leer ist. So könnte z. B. nach dem Füllen der Zellen, aber vor der ersten Ladung, auch ein Teil der Füllung wieder entfernt werden. Das Entfernen dieses Teiles kann entweder mechanisch erfolgen, oder man setzt der Masse lösliche Körper hinzu, die nach dem Einfüllen der Masse in die Zellen, aber vor der Benutzung der Platten, ausgelaugt werden, so daß Hohlräume entstehen, in welche die Masse hineinwachsen kann. Eine weitere Abart der teilweisen Ausfüllung der Zellen zeigt Fig. 6. Hier ist in jede Zelle eine vorher aus der wirksamen, mit inerten Körpern versetzten Masse geformte Pastille / irgendwelcher Gestalt eingelegt, die aber nur so groß ist, daß sie die Zelle nur so weit füllt, daß die Masse bei der Benutzung der Elektrode ungestört aufquellen kann. Die Platten oder Bleche können aus Blei oder anderen säurebeständigen Stoffen, z. B. Hartgummi, bestehen. Sie werden nach der Füllung der Zellen in geeigneter Weise, z. B. durch Vernietung, mit dem Gitter der Zellenkörper verbunden.3 to 5 show other ways of filling the cells of grid plates. Own If the electrode plates have a central wall, the cells according to FIGS. 2 and 3 can be partially filled. Furthermore the type of filling can be changed in many ways, it always depends only on that a sufficiently large part of each cell is empty at the beginning of the charges. So could z. B. after filling the cells, but before the first charge, also part of the filling again removed. The removal of this part can either be done mechanically, or one sets the mass soluble bodies after pouring the mass into the cells, but before using the plates, are leached, so that cavities are created into which the mass grow can. Another variant of the partial filling in of the cells is shown in FIG. 6. Here is in each cell a previously formed from the active mass mixed with inert bodies Pastille / any shape inserted, but only so big that it only keeps the cell in that way far fills that the mass can swell undisturbed when using the electrode. the Plates or sheets can be made of lead or other acid-resistant materials, e.g. B. hard rubber, exist. After the cells have been filled, they are used in a suitable manner, e.g. B. by Riveting, connected to the grid of the cell body.

Verwendet man Gitterplatten, die in bekannter Weise vorher einseitig mit dem durchlöcherten Blech oder dem Drahtnetz verbunden sind, so gestaltet sich die Herstellung und Füllung der Elektrodenplatten besonders einfach und vorteilhaft, wenn man zwei gleichartige Gitter mit der offenen Seite nach der teilweisen Füllung der Zellen vereinigt. In Fig. 7 besteht z. B. die Elektrodenplatte aus zwei gleichen, je auf der einen Seite mittels einer durchlöcherten Platte α geschlossenen Gittern, deren Stege b einander gegenüber stehen und von denen nur das eine Gitter mit Masse c gefüllte Zellen besitzt, während die Zellen d des anderen Gitters leer bleiben. Die vorhin "beschriebene Anwendung einer Lehre ist bei diesem Aufbau der Elektrodenplatte also überflüssig. Bei der Benutzung der Platte wachsen die Füllungen des einen Gitters in die Zellen des anderen hinein. In Fig. 8 sind die Zellen jeder Gitterplatte abwechselnd ganzIf grid plates are used that are previously connected to the perforated sheet metal or wire mesh on one side in a known manner, the production and filling of the electrode plates is particularly simple and advantageous if two similar grids are combined with the open side after the cells have been partially filled . In Fig. 7 there is e.g. B. the electrode plate of two identical grids closed on one side by means of a perforated plate α , the webs b of which are opposite each other and of which only one grid has cells filled with mass c , while the cells d of the other grid remain empty . The above-described application of a teaching is therefore superfluous with this structure of the electrode plate. When the plate is used, the fillings of one grid grow into the cells of the other. In FIG. 8, the cells of each grid plate are alternately whole

gefüllt und ganz leer, derart, daß beim Zusammenfügen der Platte jedesmal eine gefüllte Zelle des einen Gitters einer leeren Zelle des anderen Gitters gegenüber liegt. Fig. 9 stellt in verkleinertem Maßstabe die beiden Gitterplatten nach der Einfüllung der Masse dar. Die Fig. 10 bis 13 zeigen, wie man auch hier durch teilweise Füllung der Zellen jedes Gitters entsprechend den Fig. 2 und 3 den beabsichtigten Zweck erreichen kann. In allen Fällen ist es übrigens nicht unbedingt nötig,' daß die Stege der Gitter genau zusammenfallen; es genügt, wenn das Aufquellen der Masse in den einzelnen durch die beiden Gitter gebildeten Zellen oder Räumen ungestört erfolgen kann (Fig. 12). Ebensowenig brauchen auch die leeren Räume ,den gefüllten genau gegenüber zu stehen (Fig. 11). Eine weitere Abart der Elektrodenplatte zeigt Fig. 14. Hier liegen zwischen zwei nach außen mittels durchlöcherter Platten einseitig abgeschlossenen Gitterplatten zwei vollkommen mit Masse ausgefüllte, auf beiden Seiten offene Gitter. Die Masse wächst hier nach beiden Seiten in die leeren Zellen der äußeren Gitterplatten ein. An Stelle zweier mittlerer Gitterplatten könnte man auch eine einfache Platte von doppelter Stärke oder eine Platte mit Mittelwand verwenden. filled and completely empty, in such a way that each time the plate is put together a full one Cell of one grid is opposite to an empty cell of the other grid. Fig. 9 represents shows the two grid plates on a reduced scale after filling in the mass. 10 to 13 show how one can also here by partially filling the cells of each grid 2 and 3 can achieve the intended purpose. In all cases Incidentally, it is not absolutely necessary that the bars of the lattice coincide exactly; it is sufficient if the swelling of the mass in the individual formed by the two grids Cells or spaces can take place undisturbed (Fig. 12). Neither need the empty spaces exactly opposite the filled ones (Fig. 11). Another variety Fig. 14 shows the electrode plate Plates one-sided closed grid plates two completely filled with mass, open grilles on both sides. The mass here grows in both directions empty cells of the outer grid plates. Instead of two middle grid plates, could you can also use a single double-thickness panel or a panel with a central wall.

Die in den Fig. 7 bis 14 dargestellten Elektrodenplatten bieten in der Herstellung den Vorteil, daß man die Bleche oder Platten a, ehe die Zellen mit wirksamer Masse gefüllt werden, mit dem Gitter verbinden kann, beispielsweise durch Angießen, was einfacher und billiger ist als das nachträgliche Befestigen der Platten oder Bleche. Die Vereinigung der Gitter (Fig. 7 bis 14) nach der teilweisen Füllung der Zellen erfolgt am einfachsten mittels des Knallgasgebläses. Hierbei ist es keineswegs nötig, daß sich die Zellen des einen Gitters mit denen des anderen genau geometrisch decken, es genügt vollkommen, wenn Vorsorge getroffen ist, daß die Masse aus der gefüllten Zelle ungestört" in den ihr gegenüber liegenden Hohlraum eindringen kann, wie beispielsweise in Fig. 14 dargestellt.The electrode plates shown in FIGS. 7 to 14 offer the advantage in production that the sheets or plates a, before the cells are filled with effective mass, can be connected to the grid, for example by casting, which is simpler and cheaper than the subsequent fastening of the plates or sheets. The union of the grids (Fig. 7 to 14) after the partial filling of the cells is done most easily by means of the oxyhydrogen blower. Here it is by no means necessary that the cells of one grid exactly geometrically coincide with those of the other, it is completely sufficient if precautions are taken that the mass from the filled cell can penetrate undisturbed "into the cavity opposite it, for example shown in FIG.

Claims

Patent Claims:

I. Process for the production of negative pole electrodes for electrical collectors using swellable, effective mass and lattice-shaped, d. H. the end individual cells composed of mass carriers, characterized in that the mass in the cell cavities, which in closed in a known manner by means of perforated plates, sheets or wire nets are only filled in so far that the inert body swelling that occurs can take place undisturbed within the cells.

2. Execution of the method according to claim 1, consisting in that the effective mass is filled in the form of lozenges of appropriate size.

3. Execution of the method according to claim 1 BEZW. 2, consisting in that Soluble substances are added to the mass for the purpose of leaching them the space necessary for the undisturbed swelling of the mass within the cell cavities to win.

4. mass carrier for performing the method according to claim 1, 2 and 3, characterized characterized in that two are closed on one side by means of perforated plates, sheets or wire nets to the outside Grids are placed with the open side on top of one another, with the cells of one Grid are designed such that they fill the cells of the other grid Allow mass the necessary space for undisturbed swelling.

5. embodiment, of the mass carrier according to claim 4, characterized in that that the cells of each grid are designed so that they go alternately filled and empty can be, whereby the opposite cells always complement each other.

6. Execution of the method according to claim 1, 2 and 3, characterized in that when using two one-sided outwardly by means of perforated plates, sheets or wire meshes, with the open side lying on top of each other grids, the cells of each grid only so far with effective mass be filled that the remaining space _; is sufficient for undisturbed swelling of the mass.

7. mass carrier for performing the method according to claim 1, 2 and 3, characterized characterized in that one or more plates whose cells are more effective Mass are filled, closed by two on one side to the outside by means of perforated plates, sheets or wire nets Grids are covered so that the cells of the latter to the Allow the necessary space for the effective mass to swell undisturbed.

1 sheet of drawings.