DE189630C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei der Herstellung von Elektroden für elektrische Sammler sucht man vor allem solche Einrichtungen zu treffen, bei welchen' man möglichst Maschinen gebrauchen kann. Diese Bestrebungen sind aber bis jetzt nur zum Teil erfolgreich gewesen, und noch heute bedingt die Arbeit, welche mit der Hand ausgeführt werden muß, unverhältnismäßig große Kosten. Bei Sammlern mit alkalischem Elektrolyten spielt eine maschinenmäßige und kontinuierliche Herstellung der Elektroden eine noch größere Rolle als bei Bleisammlern, weil die Arbeitsspannung der alkalischen. Sammler verhältnismäßig niedrig ist, weshalb man bei diesen Sammlern möglichst dünne und möglichst dicht zusammengestellte, daher auch möglichst viele Elektroden anwenden muß, um das beste Resultat zu erzielen.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein

ao Verfahren zur Herstellung von Elektroden für Sammler mit alkalischem Elektrolyten mittels kontinuierlich arbeitender Maschinen, wobei das in der britischen Patentschrift 16361 v. J. 1897 beschriebene Verfahren, Sammlerelektroden durch Zusammenheften zweier gelochter und pastierter Metallplatten herzustellen, Anwendung findet. Als Trägermaterial werden dabei solche Metalle gewählt, daß die Träger ohne Schaden für ihre mechanische Festigkeit und Leistungsfähigkeit verhältnismäßig leicht gemächt werden können.

• ■ Solche Metalle sind z. B. Kupfer," Nickel, Eisen u. a. Diese in Alkali indifferenten Metalle können, wie bekannt, ohne erwähnenswerte Preissteigerung zu äußerst dünnen Bändern von verhältnismäßig großer Breite (150 mm oder mehr) und unbegrenzter Länge ausgewalzt werden. Die Erfindung besteht hauptsächlich in der Verkettung derjenigen Maßnahmen, welchen diese Metallbänder oder Streifen unterworfen werden.

Fig. ι auf beiliegender Zeichnung zeigt schematisch eine für die maschinelle Herstellung geeignete Vorrichtung. Die Streifen r und T₁ werden zu und von dem Apparat und durch diesen mittels der Walzen V geführt. Bei α und a_t gehen die Streifen durch Lochungsvorrichtungen, welche zweckmäßig derartig ausgeführt sind, daß einige zueinander parallele und der Länge nach verlaufende Felder ungelocht bleiben.

Nach dem Durchgang durch die Lochungsvorrichtung hat der Streifen das in Fig. 2 gezeigte Aussehen, p sind die gelochten Teile und η die nicht gelochten Felder.

Wenn der Metallstreifen nicht aus Nickel (oder aus einer gegen die Elektrolyse in Alkali nicht völlig widerstandsfähigen Nickellegierung) besteht, wird er galvanisch vernickelt' und in solchem Falle durch eine oder mehrere Wannen AT und JV₁ geleitet, in welchen er über mit dem negativen Pol einer elektrischen Stromquelle in Verbindung stehende Walzen .? und S₁ von geeignetem Metall läuft. Zwischen den Walzen befinden sich die Nickelanoden an und OM₁, welche mit dem positiven Pol der Stromquelle in Verbindung stehen.

Die gelochten und vernickelten Metallstreifen r und T₁ werden nachher zwischen die Walzen V₁ und V₂ bezw. V₃ und F₄, welche die in der Fig. 3 gezeigte Form haben, geleitet. Die Erhöhungen bezw. Vertiefungen entsprechen den nicht gelochten Feldern des Metallstreifens. Wie ersichtlich, werden die Streifen durch diese Walzen ihrer Länge nach gefaltet.

Die Streifen r und T₁ werden nachher zwischen den Walzen W von derselben Form wie V₂ und V₁ zusammengeführt. Der Abstand zwischen den Walzen W ist so bemessen, daß die nicht gelochten Stellen der Streifen mittels der Walzen W gegeneinander gepreßt werden, so daß Elektroden entstehen, wie sie in der Fig. 10 im Querschnitt dargestellt und mit e, e_± und e₂ bezeichnet sind. Die Zwischenräume zwischen den aneinandergepreßten Feldern sind dazu bestimmt, die wirksame Masse aufzunehmen. Die Maschine für das selbsttätige Einführen der Masse in die Zwischenräume ist durch das Winkelgefäß b schematisch veranschaulicht, in welches die wirksame Masse durch besondere Vorrichtungen kontinuierlich hinuntergepreßt wird. Dieser Teil des Apparates kann übrigens auf mehrfache Weise ausgeführt werden.

Die Streifen nebst der- zwischen ihnen eingeschlossenen Masse werden nachher durch eine Maschine geleitet, welche die Metallstreifen längs den aneinandergepreßten, nicht gelochten Feldern auf die eine oder andere Weise zusammenheftet. Dies kann entweder durch Nähen mit einem geeigneten Draht, z. B. von Nickel oder einem anderen Material, oder durch Nieten oder dergl. geschehen. Ein anderes geeignetes Verfahren besteht darin, daß man aus den beiden Platten quadratische • 40 oder rechteckige Zungen ausstanzt, welche niedergebogen und gegen die Platten gewalzt werden, wie es in größerem Maßstabe in Fig. 4 angegeben wird.

Wenn man das letztgenannte Verfahren anwendet, so erhält der Streifen nach dem Durchgang durch die Nähmaschine das in Fig. 5 gezeigte Aussehen. Die »Nählöcher« sind mit T bezeichnet.

Sowohl die Lochung als das Einbringen der Masse und das Nähen können an geeigneten Stellen unterbrochen werden, so daß der Elektrodenstreifen ungefähr das in Fig. 6 gezeigte Aussehen erhält. In den Zwischenräumen k, k sind die Streifen nicht perforiert oder zusammengeheftet und schließen keine aktive Masse ein. An diesen Stellen wird nachher der Elektrodenstreifen nach den bei i und I₁ in Fig. 6 bezeichneten Linien abgeschnitten.

Auf solche Weise erhält man Elektroden, welche nachher auch querüber zusammengenäht werden, so daß die Elektrode das in Fig. 7 gezeigte Aussehen bekommt.

Die oben erwähnten Operationen können entweder jede für sich oder kontinuierlich und gleichzeitig in einer kombinierten Maschine ausgeführt werden.

Durch in Elektroden dieser Art ausgestanzte Löcher h (Fig. 7) werden dann vernickelte und an den Enden mit Schraubengangen versehene Metallzylinder hindurchgesteckt. Dann werden die Elektroden zusammengeschraubt und dabei durch vernickelte Metallringe auseinandergehalten. Fig. 8 zeigt einen solchen Elektrodenkomplex.

Zur Isolation der Elektroden in derartigen positiven und negativen Komplexen gegeneinander werden gelochte und von geeignetem Isoliermaterial, ζ. Β. Hartgummi oder Glimmer verfertigte Folien, welche mit parallelen, den Vertiefungen in den Elektroden entsprechenden und anzupassenden Erhöhungen versehen sind, angebracht.

Die erwähnten Erhöhungen werden am besten auf solche Weise hervorgebracht, daß schmale Streifen von demselben Isoliermaterial an die Folien festgenäht oder auf irgendeine andere passende Weise befestigt werden. Fig. 9 zeigt eine perforierte Isolierfolie mit daran festgenähten Streifen , wobei u die Stiche bezeichnet, und Fig. 10 zeigt in größerem Maßstab drei Elektroden e, e_lt e₂ mit zwischen denselben eingelegten perforierten Isolierfolien m. Die Quantität des Elektrolyten wird durch diese Anordnung auf ein Minimum beschränkt.

Die Vorteile dieses Herstellungsverfahrens liegen hauptsächlich darin, daß die Kosten der Elektroden möglichst verringert werden. Wenn bei den negativen Elektroden Sauerstoffverbindungen von Eisen, deren Materialpreis unbedeutend ist, als wirksame Masse angewendet werden, so können durch das beschriebene Verfahren Elektroden zu einem äußerst geringen Preis hergestellt werden.

Dieser Umstand hat eine ganz besondere Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit der Sammler mit alkalischem Elektrolyten, und zwar aus dem Grunde, weil die Eisenelektroden eine beschränkte Haltbarkeit gegenüber anderen dafür vorgeschlagenen Elektroden haben, weshalb sie auch nach gewissen, wenn auch verhältnismäßig langen Zeiträumen ausgewechselt werden müssen.

Aber das oben erwähnte Herstellungsverfahren hat auch einen anderen Zweck. Es gestattet nämlich, äußerst dünne Metallfolien (bis 0,03 mm oder weniger) anzuwenden und zwischen ihnen eine äußerst dünne und gleichmäßige Schicht der wirksamen Masse (0,7 mm oder weniger unterzubringen). Die Elektroden können also von sehr geringer Dicke

hergestellt und außerdem zufolge der erwähnten Isolationsvorrichtung sehr nahe aneinandergestellt werden.

Hierdurch gewinnt man den Vorteil, daß ein auf obenerwähnte Weise hergestellter Sammler unter Beibehaltung einer konstanten Spannung bei der Entladung bedeutend mehr Energie pro Zeiteinheit als irgendein anderer bisher konstruierter Sammler abgeben und

ίο unter Beibehaltung eines hohen Wirkungsgrades in ungleich kürzerer Zeit geladen werden kann.

Dadurch, daß die Elektroden äußerst dünn werden, kommt jeder Teil der wirksamen Masse in gutleitende Verbindung mit den inaktiven Trägern, wodurch die wirkliche Absorptions- und Reaktionskraft der Masse sich der theoretisch möglichen nähert, während man bisher nur etwa 6o Prozent erhalten hat.

Hierdurch wird natürlich die Kapazität pro Gewichtseinheit bedeutend erhöht, gleichwie auch zu gleicher Zeit und in demselben Maße die Materialien- und Herstellungskosten pro Einheit der Kapazität vermindert werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Elektroden für Sammler mit alkalischem Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß mittels kontinuierlich arbeitender Vorrichtungen dünne Metallstreifen oder -bänder zunächst gelocht, dann eventuell durch ein Vernickelungsbad hindurchgezogen, später paarweise unter gleichzeitigem Einbringen von wirksamer Masse zwischen die Streifen zusammengeführt und schließlich zusammengeheftet werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.