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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Elektroden
für Bleiakkumulatoren, bei dem die Bleidrähte zu einem Gitter verbunden werden und
das Gitter mit aktiver Masse gefüllt wird.
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Bekannt ist die Serienfertigung von dünnen Starterbatterie-Gitterplatten,
die maschinelle Herstellung von Hartbleirahmen mit Bleistegen und Bleigittern für
Traktionsbatterien sowie die teilweise maschinelle Herstellung von Bleiseelen mit
Zentriernocken für die Panzerplatten, auch Röhrchenplatten genannt, auf Gieß- oder
Druckgußmaschinen. Die Fertigung beschränkt sich hier allgemein auf die Herstellung
des Hartbleirahmens oder der Bleiseelen mit Zentriernocken, während die weitere
Fertigung von Hand erfolgt.
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Bei Starterbatterien gehört die teilweise maschinelle Herstellung
der Platten bereits zum Stand der Technik, d. h. die Plattenrahmen und Gitter werden
z. B. auf Spezialgießmaschinen hintereinander oder in mehrere Formen gleichzeitig
gegossen, oder die Gießformen werden mittels Rundtisch an die Ausgußstellen des
Gießofens herangeführt. Nach dem maschinellen Gießen und Stapeln werden die Platten
dann von Hand zur weiteren Verarbeitung, wie dem Füllen der Gitter mit der aktiven
Masse auf Pastiermaschinen, zugeführt.
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Hartbleirahmen mit Bleistegen oder Bleistäben für Traktionsbatterien
werden meist noch von Hand gegossen und müssen auch von Hand aus der Gießform genommen
und gerichtet werden. Das anschließende Füllen mit aktiver Masse, das Pastieren,
wird bereits weitgehend maschinell durchgeführt.
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Bleiseelen mit Zentriernocken für Röhrchenplatten werden auf Spezialdruckgußmaschinen
gespritzt. Aber auch hier müssen die oben mit einer Bleileiste verbundenen Bleiseelen
von Hand aus der Form genommen und anschließend gerade gerichtet werden, um die
Röhrchen leicht einführen zu können. Das Füllen der Röhrchen mit aktiver Masse ist
eine zeitraubende Arbeit.
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Eine an sich bekannte Elektroden-Ausführung weist Hohldrähte mit darin
geführten leitenden, vollen Drähten auf. Durch die Verwendung von Hohldraht in Verbindung
von Volldraht ist eine vollautomatische Elektrodenfertigung, wie sie erfindungsgemäß
vorgeschlagen wird, nicht möglich.
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Es sind Elektroden für Bleiakkumulatoren bekannt, bei denen die aktive
Masse in den senkrecht zur Plattenoberfläche angeordneten Öffnungen einer Kunststoff-Wabenstruktur
angeordnet sind und bei denen durch alle Waben gegossene Stromableitungsstege (Stäbe)
führen. So wird beispielsweise bei einer dieser bekannten Ausführungen durch wechselweises
Aufschieben von vorgelochten Kunststoff-Zickzackstreifen auf die gegossenen Bleistege
(Stäbe) des Bleigerippes die Wabenstruktur gebildet. Es sind auch Elektrodenplatten
schon vorgeschlagen worden, bei denen die Kunststoff-Wabenstruktur auf das durch
Gießen oder auf Druckgußmaschinen hergestellte Bleigitter mittels Kunststoffpulver
unter Druck und Wärme (thermoplastisch gespritzt) aufgetragen wird. Die hier von
Hand oder maschinell gegossenen oder auf Druckgußmaschinen gefertigten Hartbleirahmen
mit ihren Stegen, Stäben oder gitterartigen Stromableitungen haben den Nachteil,
daß die Oberfläche der so hergestellten Rahmen an den Ecken und Kanten stets rauh
ist bzw. kleine poröse Stellen oder kleine Lunker aufweist. Auch bei den auf Druckgußmaschinen
hergestellten Hartbleirahmen mit Stegen bzw. Hartbleirahmen mit Stäben sowie den
auf Druckgußmaschinen hergestellten Bleiseelen mit Zentriernocken für die Röhrchenplatten
bleiben diese unreinen Stellen, bei letzteren besonders an den Anschlußstellen der
Zentriernocken.
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Die Lebensdauer aller Elektrodenplatten hängt auch davon ab, wann
die zur Stromableitung dienenden Bleidrähte, -stege, -gitter innerhalb der aktiven
Masse abkorrodieren. Dies hat zur Folge, daß entweder der Kontakt mit der aktiven
Masse und/oder reit der Stromableitung unterbrochen wird. Erfahrungsgemäß beginnt
die Korrosion des Hartbleirahmens an den vorgenannten porösen, unreinen Stellen
oder an den kleinen Lunkerstellen. Dies führt zum vorzeitigen Ausfall der Elektrodenplatten.
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Die vorliegende Erfindung verfolgt die Aufgabe, vorstehende technische
und wirtschaftliche Mängel durch das vorgeschlagene Herstellungsverfahren zu beseitigen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Bleidrähte
in Richtrollen gerichtet und geglättet, in einem Formgebungswerkzeug mit einer Kunststoff-Wabenstruktur
umspritzt werden, die Pastiereinrichtung, die Stromfahnenfertigungseinrichtung durchlaufen
und mit der Abschlußleiste abgelängt werden, die durch Aufschieben einer Kunststoffolie
mit Füßchen abgedeckt wird.
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Die hier zur Verwendung kommenden Bleidrähte, die weder Poren noch
Lunkerstellen aufweisen, haben - schon durch ihr Herstellungsverfahren bedingt -
ein sehr dichtes Gefüge und eine glatte Oberfläche. Die Lebensdauer der Batterien
mit den aus Bleidrähten gefertigten Platten ist daher gegenüber den Platten der
bisher üblichen Ausführung höher. Ferner ist durch die einfache Konstruktion der
Elektrode und dadurch, daß der stromaufnehmende und stromführende Bleidraht aus
der Elektrode herausführt und weiter als Stromableitung dient und zur Polfahne wird,
weniger Angriffsfläche für eine Zerstörung gegeben.
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Somit entfallen gegenüber der bisherigen Elektrodenfertigung nicht
nur die gegossenen Hartbleirahmen mit ihren Bleistäben, -stegen und Bleigittern
sowie die zusätzlichen Gußteile für die Polfahnen, sondern auch neben den Bleischmelzöfen
die komplizierten und aufwendigen Einrichtungen für das Gießen und Druckspritzen
sowie erhebliche Arbeitsstunden. Der Bleidraht kann gegebenenfalls mit den entsprechenden
Legierungszusätzen fremd bezogen und sofort verarbeitet werden. Neben der Gewichtsverminderung
der Elektroden ist besonders hervorzuheben, daß durch die Verwendung des vorgeschlagenen
Bleidrahtes eine maschinelle, vollautomatische Fertigung vom Bleidraht bis zur fertigen
Elektrode mit ihren wirtschaftlichen Vorteilen gegeben ist.
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Die Wabenstruktur kann in bekannter Weise, auch durch chemische Zusätze
zum Kunststoffpulver, die sich in der Säure herauslösen, mikroporös gemacht werden.
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Um den Gegenstand der Erfindung zu verdeutlichen, wird auf die Zeichnungen,
welche ein Ausführungsbeispiel darstellen, verwiesen. Es zeigt F i g. 1 die erfindungsgemäße
Elektrode (ohne aktive Masse) mit einem Teil der Kunststoff-Wabenstruktur und der
aus den Bleidrähten gebildeten Polfahne,
F i g. 2 die Elektrode
in Seitenansicht, F i g. 3 die Elektrode im Grundriß, F i g. 4 den Schnitt nach
A -A der F i g. 1, F i g. 5 eine Kunststoffolie zum unteren Plattenabschluß
in Ansicht, die in Richtung X über die Abschlußleiste geschoben wird, F i g. 6 den
Schnitt nach B-B der F i g. 5, F i g. 7 den unteren Teil der Elektrode mit einer
weiteren beispielsweisen Abdeckung des unteren Plattenteils und der Bleidrahtschnitttlächen
mittels Kunststoff. Dieser Abschluß kann entweder als Flüssigkeit aufgestrichen
oder als Folie aufgeklebt oder aufgeschweißt werden, F i g. 8 den Schnitt nach C-C
der F i g. 7, F i g. 9 Detail Y nach F i g. 1 in vergrößerter Darstellung, F i g.
10 Schnitt nach D-D der F i g. 9, F i g. 11 Schnitt nach E-E der F i g. 9, F i g.
12 eine Schrägdraufsicht auf die F i g. 9, F i g. 13 in schematischer Darstellung
Trommeln mit dem Bleidraht und Zuführung der Drähte über die Richtrollen zum Formgebungswerkzeug,
F i g. 14 in schematischer Darstellung in weiterer beispielsweiser Ausführung die
Rollen oder Haspeln mit dem aufgewickelten Bleidraht und Zuführung der Drähte über
die Richtrollen zum Formgebungswerkzeug, F i g. 15 Schnitt nach F-F der F i g. 14
(Formgebungswerkzeug geöffnet), F i g. 16 Schnitt nach G-G der F i g. 14 (Formgebungswerkzeug
geschlossen), F i g. 17 Schnitt nach F-F der F i g. 14 (Formgebungswerkzeug geöffnet,
mit Elektrodengerippe), F i g. 18 Detail des Formgebungswerkzeuges in Schrägdraufsicht
und F i g. 19 in schematischer Darstellung einen Fertigungsfuß der Elektrodenherstellung
in beispielsweiser Ausführung.
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Die Wabenstruktur 1 aus säurebeständigem Kunststoff mit den sechseckigen
oder sonstwie geformten Öffnungen 2 für die Aufnahme der aktiven Masse und der Rahmen
dieser Struktur, bestehend aus zwei Seitenleisten 3, einer Oberleiste 7 und einer
Abschlußleiste 10, werden in an sich bekannter Weise unter Druck und Wärme in einem
entsprechenden Formgebungswerkzeug 16, durch das die Bleidrähte 4 geführt werden,
hergestellt, z. B. im Spritzverfahren (unter Druck und Wärme). Die erfindungsgemäß
verwendeten Bleidrähte 4, die durch alle öffnungen 2, 6 der Wabenstruktur und durch
die Oberleiste 7 als Stromableiter 8 zur Polfahne 9 führen, werden als Polfahne
zusammengefaßt, verschweißt oder verlötet und später wie üblich mit der Polbrücke
verbunden. Um Schlammkurzschlüsse zu vermeiden, werden die Drähte mit der Abschlußleiste
10 auf gleiche Länge gebracht und abgedeckt. Dies kann wahlweise durch Aufschieben
einer entsprechend geformten Kunststoffolie 11 mit Füßen 12 oder durch Aufbringen
einer einfachen Kunststoffschicht 13 an der Abschlußleiste 10 erfolgen. Bei Verwendung
der Kunststoffolie 11 ist die Abschlußleiste 10 allseitig um die Wandstärken der
Kunststoffolie 11 schwächer zu halten, damit die beiden Oberflächen der Elektrode
eben bleiben. Die mit aktiver Masse gefüllte Elektrode wird mit einem säuredurchlässigen,
säurebeständigen Gewebe (z. B. Polyester) oder mit einem dünnen Glaswollscheider
bedeckt, um das Ausschlammen dieser Masse im Betrieb weitgehendst zu verhindern.
Das Gewebe kann hier in bekannter Weise am Kunststoffrahmen angeklebt oder aufgeschweißt
oder als Umhüllung um die ganze Elektrode gelegt werden.
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Es können bei Bedarf, bedingt durch die Verwendung von Bleidrähten
4 und Herstellung der Kunststoff-Wabenstruktur in Formgebungswerkzeugen 16, mit
Wabenstrukturvertiefungen 17, Bleidrahtvertiefungen 18,19 und Rahmenleistenvertiefungen
20 auch zylindrische oder halbrunde oder andersgeformte Spezial-Elektroden hergestellt
werden.
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Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Bleidraht in Verbindung
mit der Kunststoff-Wabenstrukturherstellung in besonderen Formgebungswerkzeugen
für die Elektrodenfertigung ist eine vollautomatische Herstellung dieser Elektroden
gegeben. Hierbei durchlaufen die webstuhlartig auf Trommeln 14, Rollen 27 oder Haspeln
28 angeordneten Bleidrähte 4 im zeitlichen Ablauf automatisch die einzelnen Fertigungsstellen,
wobei gleichzeitig bei jedem Takt an jeder Elektrode ein Arbeitsvorgang abläuft.
Eine beispielsweise Ausführung eines Fertigungsflusses ist in F i g. 19 schematisch
dargestellt. Nachdem die Drähte 4 mittels der Richtrollen 15 gerichtet und geglättet
wurden und im Formgebungswerkzeug 16 die Kunststoff-Wabenstruktur aufgespritzt erhalten
haben, werden sie nun als Elektrodengerippe weiter automatisch den verschiedenen
Fertigungsstellen wie der Pastiereinrichtung 21, der Polfahnenfertigungseinrichtung
22, dem Abscherwerkzeug 23, hiermit werden die Bleidrähte an der Abschlußleiste
10 abgelängt, der Kunststoffolien-Anbringung 24,
dem Schnittwerkzeug
25 (für Stromfahnenablängung) und dem Transportband 26 zugeführt.