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Ortsfeste Bleiakkumulatoren mit bipolaren Platten
| .. Für ortsfest aufzustellende~grössere Batterien mit bipolaren
Bleielek- |
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troden kommen praktisch nur Anordnungen mit vertikal stehenden Platten in Betracht,
da sich der säulemartige Aufbau von Elektroden jeder Form nicht bewährt hat.
| . ii |
| Die von je 2 benachbarten Platten mit der zwischen ihnen befind- |
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| lichen verdünnten Schwefelsäure gebildeten Zellen müssen flüssigkeits- |
| dicht geschlossen sein. Zu diesem Zweck müssen Platteiverwendet
wer- |
den, die einen für die Säure undurchlässigen, stromleitenden Kern besitzen., der
auf der einen Seite die positive, auf der anderen die negative wirksame Masse trägt,
und durch den die benachbarten Zellen hintereinander geschaltet sind. Die beiden
Seitenkanten und die Unterkante der Platte können an den Wänden und dem Boden des
aus isolierendem Material, z. B. Hartgummi oder Kunststoff, bestehenden Gefässes
durch einen geeigneten Klebstoff, Kitt oder eine im kalten Zustande starre oder
halbstarr Masse, befestigt werden. Man hat die Kanten wohl in Nuten eingelassen,
die dann verkittet oder vergossen wurden. Ferner ist eine Abdichtung durch Weichgummi-Zwischenlagen,
etwa Gummiränder, versucht worden. Die oberen Plattenkanten bedürfen keiner Abdichtung,
da sie frei liegen, die Zellen also oben offen bleiben dürfen.
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Alle diese Abdichtungsmittel, die eine starre oder elastische Verbindung
der Platten mit dem Gefäss ergeben, haben sich, wenigstens bei Bleiakkumulatoren,
auf die Dauer nicht bewährt. Die positiven, insbesondere die sog. Großoberflächenplatten,
neigen bekanntlich dazu, sich auszudehnen (zu"wachsen") und, wenn sie hieran gehindert
werden, sich zu krümmen und auszubauchen. Auch bipolare Platten verhalten sich nicht
anders. Den hierbei auftretenden Zerrungen sind die starren Verbindungen nicht gewachsen
; es kann nicht ausbleiben, dass sie rissig werden, zerbröckeln und der Säure Zutritt
geben. Auch elastische Abdichtungen genügen nicht, da sie den Platten eine viel
zu geringe Bewegungsfreiheit gewähren. Temperaturänderungen und rein mechanische
Einflüsse wirken ebenfalls mit. Es kann nur dann eine dauernd vollkommene Abdichtung
erwartet werden, wenn sich die
Platten ungehindert in beiden Richtungen
ausdehnen können.
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Dieser Ubelstand wird nach der Erfindung vermieden durch ein Bindemittel,
das eine salbenartige, teigige Konsistenz besitzt und dauernd behält, in welchem
die Platten gleiten können, ohne dass das Bindemittel sich von der Plattenoberfläche
ablöst. Natürlich muss das Mittel ein voller Isolator, indifferent gegen die Säure
sein und
| -, 2ten. Geeignet sind Mittel wie |
| muss gut an der Bleioberfläche häuften. Geeignet sind Mittel
wie |
Vaseline, konsistente Fette, auch synthetische Produkte wie die Silikone u. a.
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Zweckmässig werden die Platten auf allen vier Seiten mit einem Bleirand
von wenigen Millimetern Stärke und angemessener Breite umgeben, der etwa eine Fortsetzung
des Plattenkerns bildet und bei gegossenen Platten mitgegossen wird. Dies hat insofern
einen Vorteil, als das Abdichtungsmittel auf dem Rande besser haftet und dichtet
als auf der porösen Masseschicht und diese ganz zur Arbeit herangezogen werden kann.
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Mit ihren Rändern greifen die Platten in Nuten ein, die auf beide
Seitenwände und den Boden des Gefässes aufgesetzt sind. Die Seitennuten sind so
tief und die Seitenränder so breit, dass die Platten die erforderliche Ausdehnungsmöglichkeit
in der Breitenrichtung besitzen.
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Die Bodennuten dürfen niedriger sein, weil die mit ihrem unteren Rande
auf dem Gefässboden stehenden Platten sich nur nach oben ausdehnen.
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Zweckmässig erhalten die Nuten die in Abb. 1 und 2 dargestellte Form,
tie verengen sich also zu einem Schlitz von der Breite der Randstärke, in welchem
die Plattenränder gerade noch ohne Zwang gleiten können.
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Die Seitennuten sind bis zum Gefässboden durchgeführt, sie enden,
wie Abb. 2 zeigt, oben unterhalb des Gefässrandes. Die Boden-Nuten haben im übrigen
dieselben Maßerie die Seitennuten. Die so gebildeten Ausdehnungsräume dienen zur
Aufnahme der angegebenen Richtungsmasse, mit der die Bodennuten vor dem Einsetzen
der Platten gefüllt werden müssen, während die Seitennuten zweckmässig erst nach
dem Einsetzen gefüllt werden. Es ist von Vorteil, wenn die Masse bei mässiger Erwärmung
dickflüssig wird, weil die Nuten dann vergossen werden können.
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In den Nuten werden die Platten geführt, verzichtet man auf die Führung
der Unterkanten, was den Aufbau der Batterie erleichtert, so kann man die Bodennuten
auch weglassen.. In diesem Falle wird der ganze Gefäßboden bis zu einer geringen
Höhe mit der Dichtungsmasse bedeckt bezw. vergossen, in welche dann die unteren
Plattenränder eintauchen.
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Es empfiehl sich den unteren Plattenrand breiter als die anderen
Ränder zu machen,-: damit zwischen-den benachbarten Platten ein genügender Raum
für die Masseteilchen erhalten wird, die sich von den Platten, ablösen und als sog.
Blei-Schlamm nach unten sinken. Um zu verhindern, dass durch diese Teilchen Kurzschlüsse
zwischen benachbarten Platten auftreten, macht man zweckmässig die Scheider (Separatoren),
die zwischen die Platten eingebracht werden, so hoch, dass sie bis auf die Nuten
reichen bezw'. in die Isoliermasse eintauchen können. Ein anderes Mittel besteht
darin, dass man die unteren Plattenränder mit einem isolierenden Überzug versieht,
der auf verschiedene Weise hergestellt werden kann. U. U. wird es sich empfehlen,
beide Mittel zur Kurzschlussverhinderung anzuwenden.
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Für die Stromableitungen (Verbinder) wird zweckmässig der obere Rand
der Endplatten verlängert und das Verlängerungsstück an die Zuleitung in bekannter
Weise angeschlossen. Sollen zur Erhöhung der Spannung zwei benachbarte Batterien
mit einander verbunden werden, so können die betreffenden Endplatten mit einem gemeinsamen
Verbinder von der nötigen Länge versehen werden. Die zur Erhöhung der Stromstärke
und Kapazität u. U. erforderliche Parallelschaltung von Batterien kann durch unmittelbare
Verbindung der angegebenen Verlängerungsstücke mittels Blei-oder Kupferteilen geschehen,
Für kurzzeitige Starkentladung wird u. U. eine Verstärkung der Endverbindungen nötig
sein.
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Wie Abb. 3 und 4 zeigen, überragt das Gefäß den Oberrand der Platten
so weit, dass über den Platten ein freier Raum bleibt, der für die Isolation des
Gefäßes von Nutzen ist.-Auf den Gefäßrand wird zweckmässig zur Abdeckung der Batterie
eine Scheibe aus Glas oder anderen Isolierstoff mit Ausschnitten für die Polableitung
gelegt.
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Der Einbau einer Batterie erfolgt erst an der Verwendungsstelle, wie
bei jeder Normalen grösseren ortsfesten Batterie. Die Arbeiten werden dadurch erleichtert,
dass keinerlei Lötarbeiten auszuführen sind. Eine Erschwerung bedeutet es, dass
die Füllsäure wenigstens gegen Ende nacheinander in jede einzelne Zelle eingefüllt
werden muss.
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Beides sind Eigenschaften jeder bipolaren Batterie.
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Abb. 1 zeigt eine bipolare Batterie nach der Beschreibung von oben
gesehen, Abb. 2 (vergrössert) einen Horizontalschnitt durch einige Seitennuten,
Abb. 3 einen Vertikalschnitt durch die Batterie in der
Plattenebene,
Abb. 4 einen Vertikalschnitt senkrecht zur Plattenebene.
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Es bedeuten : 1.) das Batteriege'fäss als Ganzes, 2.) die Seitennuten
mit Füllung, 3.) die Bodennuten mit Füllung, 4. ) den arbeitenden Teil einer Platte,
5. ) die Plattenränder, 6. ) die Scheider, 7. ) den Säurespiegel, 8. ) die Abdeckscheibe,
9. ) die Verbinder.
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Schutzansprüche.