DE2243377B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Panzerplatten für Bleiaccumulatoren - Google Patents

Description

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sität einerseits eine genügend große Geschmeidigkeit Wie für den Fachmann bekannt, erreicht der Ak-

zum Einpressen der Paste in kleinste Spalte zwischen kumulator bei höherer Bleimenge eine höhere Le-

Bleiseele und Mantelrohr einstellt, ohne daß die Pa- bensdauer, aber eine geringere Leistung und bei ge-

ste selbst in ihrer gleichmäßigen Packung behindert ringerer Dichte der aktiven Masse eine höhere Lei-

würde oder die Paste in ihren Eigenschaften verän- 5 stung bei verringerter Lebensdauer,

dert wird. Insgesamt ermöglicht das erfindungsgemäße Ver-

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfin- fahren, daß in Panzerplatten für Akkumulatoren für

dungsgemäßen Verfahrens kennzeichnet sich vorteil- den praktischen Betrieb erstmals durchführbar nicht

haft dadurch, daß sie einen Aufbereitungsbehälter Bleioxid in Staubform sondern pastenförmig, d.h.

für die Suspension, eine direkt darunter befindliche, io Bleioxid, gemischt mit Schwefelsäure und Wasser,

über ein Sieb angeschlossene Dosierpumpe, ein eingefüllt werden kann.

schlagartig offenbares Schließorgan oder Schieber, Weiterhin ist es für den Fachmann vollkommen

einen Verteiler mit einer Anzahl von in oder über die überraschend, daß die für die Einfüllung zur Verrin-

Rohrenden steckbaren Düsenöffnungen und eine gerung der Zähigkeit erforderliche zusätzliche Was-

Halterung für die zu füllenden Rohre aufweist. 15 sermenge gegenüber dem Wassergehalt einer übli-

Das Verfahren gemäß der Erfindung führt zu chen pastenförmigen aktiven Masse für Starterbatteeinem überraschenden und schwerwiegenden techni- rien den hergestellten Bleiakkumulator entgegen herschen Vorteil, da zum einen eine Gewichtstoleranz kömmlicher Lehrmeinung nicht verschlechtert, sonvon + 1 % bei der Füllung der Mantelrohre einge- dem daß im Gegenteil die vorgenannte überrastellt, also von einer homogenen Füllung gesprochen 20 sehende günstige Einstellung der Dichte der Bleiwerden kann und weiterhin das austretende über- oxidfüllung möglich ist.

schüssige Wasser eine Oberflächenbenetzung in Der überschüssige Wasseranteil, auf Grund dessen

Form einzelner Tröpfchen ergibt, deren Ausdehnung die aktive Masse in Form einer Suspension im Wasser

eine einfache optische Kontrolle des Füllzustandes vorliegt, tritt einmal zum Teil durch die porösen

jedes einzelnen Mantelrohres ermöglicht. 25 Wände des mit Bleioxiden zu füllenden Mantelrohres

Es ist weiterhin vorteilhaft, daß Fehlstellen in den in Form kleinster Tröpfchen aus und wird zum ande-

Mantelrohren durch den Austritt von zuviel Wasser ren so weit, wie ein Austritt noch nicht erfolgt ist,

oder von Paste mit Wasser untermischt leicht festge- beim ersten Einsetzen der Panzerplatten in Säure

stellt werden können. Insgesamt ist also die Herstel- durch Säure ersetzt, wobei die Säurekonzentration

lung von fehlerfreien Panzerplatten ohne weiteres 30 sich dem Ladevorgang entsprechend verhält. Es wird

möglich, es werden also die sonst nicht feststellbaren lediglich in geringfügigster Weise die Konzentration

fehlerhaften Bleiakkumulatoren nicht hergestellt. der Säure verändert; dieser Änderung kann selbst-

Die Suspension aus überschüssigem Wasser und verständlich leicht durch eine vorhergehende Überaktiver Masse, die zum Einpressen in jedes Mantel- konzentrierung ausgleichend Rechnung getragen rohr bereitgestellt ist, weist ein höheres Volumen als 35 werden.

das Volumen des Mantelrohres im Normalbetrieb Erfindungswesentlich ist es in diesem Zusammenauf. Das überschüssige Wasser tritt zum einen aus hang, daß in die Mantelrohre nur eine genau dosierte dem Mantelrohr durch dessen öffnung aus, zum Menge von Überschußwasser und aktiver Masse einzweiten wird eine Dehnung des Mantelrohres be- gepreßt wird. Die Mantelrohre können kurzzeitig um wirkt, die beim Austausch des überschüssigen Was- 40 das Volumen mehr ausdehnen, welches dem auf die sers während der Formation wieder zurückgeht. eingefüllte aktive Masse entfallendem Zusatzvolu-

Bei dem Austausch stellt sich weiterhin eine in ih- men des Wassers entspricht, soweit nicht bereits ein

rer Wirkung für den Fachmann absolut überra- Ausfällen durch die porösen Mantelrohrwandungen

sehende feine Porosität ein, welche zu erhöhter Lei- erfolgt ist. Insbesondere ist es nach dem erfindungsstung und größerer Lebensdauer der Panzerplatten 45 gemäßen Verfahren wichtig, daß die Suspension

führt. ohne Umlenkung und mit hoher Geschwindigkeit,

Wesen der Erfindung ist es, daß für den Fach- aber gleichmäßig, eingefüllt wird, um die Suspension

mann überraschend durch Erhöhung des Wasserge- gleitfähig zu halten und ein Zerfallen in die Anteile

haltes von bekannter pastenförmiger aktiver Masse, der aktiven Masse und das Wasser zu verhindern,
wie sie z. B. in Starterbatterien vorliegt, diese derart 5° Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Er-

fließfähig gemacht werden kann, daß sie in die findung an Hand von Zeichnungen näher beschrie-

schmalen Ringschlitze der Panzerplatten für Akku- ben. Es zeigt

mulatoren für den Dauerbetrieb, z. B. bei Gabelstap- F i g. 1 ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen

lern, einpreßbar ist und weiterhin durch den erhöh- Verfahrens,

ten Wassergehalt vor dem Einpressen der pastenför- 55 F i g. 2 eine schematische Seitenansicht der Vor-

migen Bleiakkumulatoren mit gegenüber bekannten richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen

Bleiakkumulatoren wesentlich verbesserten Eigen- Verfahrens,

schäften entstehen. Insbesondere ist es für den Fach- F i g. 3 eine schematische Draufsicht auf die Vormann überraschend, daß man durch die Einstellung richtung gemäß F i g. 2,

der zusätzlichen Wassermenge eine Einstellung der 60 F i g. 4 einen Schnitt durch ein Mantelrohr eines

Dichte der aktiven Masse innerhalb des Mantelroh- Akkumulators sowie einer Düse zum Einfüllen der

res mit Bleiseele erreichen kann und damit eine Ein- Suspension in ein Mantelrohr und

stellung des Verhältnisses von Lebensdauer zu Lei- F i g. 5 die Schemazeichnung einer Kolben-Dosier-

stung des Bleiakkumulators möglich ist. Überra- pumpe als Einzelteil der Vorrichtung gemäß F i g. 2. sehend wird durch die Erfindung diese Einstellung 65 Gemäß F i g. 1 wird in einen Mischer mit Koller-

des Verhältnisses Lebensdauer zu Leistung auf ein- gang als Aufbereitungsbehälter Bleioxid z.B. in

fachste Art, nämlich durch Dosierung der Wasserzu- Staub- oder Pulverform sowie Schwefelsäure und

gäbe, ermöglicht. Wasser in den bekannten Verhältnissen zur Herstel-

lung von pastenförmiger aktiver Masse für Starter- Aufbereitungsbehälter direkt über der Dosierpumpe batterien eingegeben sowie ein zusätzlicher entspre- anzuordnen.

chend der gewünschten späteren Dichte der Blei- Die Dosierpumpe8 ist gemäß Fig.2 mit ihrem

oxide in dem Akkumulator gewählter Wasseranteil. Ende an einen Verteiler9 angebaut, welcher z.B. Zur Herstellung der Suspension kann der zusätzliche 5 nach Fig. 3 ohne Änderung der Querschnittsfläche Wasseranteil z. B. genau so hoch wie der Wasseran- von einem runden auf einen länglichen Endquerteil zur Herstellung der pastenförmigen aktiven schnitt übergeht. In den Endquerschnitt des Vertei-Masse für Starterbatterien sein. lers 9 ist eine Anzahl von Düsenöffnungen 10 einge-

In dem Aufbereitungsbehälter wird durch ständi- baut, auf welche die Enden 11 der Mantekohre 15 ges Rühren die hergestellte Suspension gleichmäßig io der Panzerplatte aufgesteckt werden können,
verteilt gehalten. Die Suspension tritt über ein Rühr- Zwischen den Verteiler 9 und die Dosierpumpe 8

werk und ein Sieb in eine Dosiermaschine als Dosier- ist ein Schließorgan 13 oder Schieber 3 eingebaut, pumpe ein. Durch das Sieb wird gewährleistet, daß wodurch ohne Querschnittsverengung eine schlagarnur einwandfrei gemischte Suspension in die Dosier- tige Freigabe der Verbindung zwischen Dosierpumpe pumpe und damit in die Mantekohre gelangt. Die 15 und Verteiler ermöglicht wird.

Dosierpumpe preßt einstellbar in der Einfülknenge Die Enden 11 der Mantekohre 15 können mit ih-

die für die betreffenden Volumina der Mantekohre rem Außen- oder Innendurchmesser auf die Düsen gewünschte Suspensionsmenge über einen Verteiler 10 gesteckt werden. Die Düsen selbst können als in die Mantekohre der Panzerplatte ein. Zur Vermei- Halterung der Bleiseelen 14 während des Einfüllvordung von Geschwindigkeitsänderungen wkd vorteil- 20 ganges dienen.

haft eine Veränderung der Querschnittsfläche für die Die Mantekohre 15 nach F i g. 3 oder 4 sind wäh-

Strömung in dem Verteiler vermieden; der eigent- rend des Einfüllvorganges auf einer passend ausgeliche Einpreßvorgang der Suspension geschieht vor- stalteten Halterung 12 fest gehaltert,
teilhaft in weniger als 1,5 s, z. B. in 1 s und daher so Es können z. B. 15 nebeneinanderliegende Mantelschnell, daß während des Einfüllens eine Trennung 25 rohre gefüllt werden. Die Füllung erfolgt, wie bereits von Zusatzwasser und aktiver Masse vermieden wkd ausgeführt, in einer Einfüllzeit von weniger als 1,5 s. und die Einfüllbarkeit der aktiven Masse erhalten Da das Wechseln gefüllter Mantekohre gegen leere bleibt. Zur Aufnahme der während des Einfüllens Mantekohre maschinell und vollautomatisch erfolentstehenden Schubkräfte auf die Mantekohre sind gen kann, sind mit einer Einfülknaschine mindestens diese an ihrem hinteren Ende mit einer Halterung 30 fünftausend oder auch erheblich mehr Mantekohre versehen. An den Füllvorgang der Panzerplatte in einer Stunde füllbar,
schließt sich wie üblich die Formierung an. In Fi g. 5 ist das Beispiel einer Dosierpumpe aus-

Wie für den Fachmann ersichtlich, eignet sich das geführt. Durch einen Antrieb über eine Kolbenerfindungsgemäße Verfahren insbesondere zur vollen stange 5 ist ein angetriebener Kolben 2 aus Stahl Automatisierung. 35 ohne Dichtungsringe in einem Zylinder aus Rotguß

Um das gleichmäßige und schnelle Einpressen der beweglich. Über die Länge L 2 wkd nach Absperren Suspension in die Mantekohre zu gewährleisten, ist des Zulaufs 4 und Öffnen des Schiebers 3 bei gegebehinter die Dosierpumpe ein schlagartig öffnendes nem wkksamen Durchmesser D in die an den Vertei-Schließorgan eingebaut, welches z. B. ein pneuma- ler angeschlossenen Mantekohre eine Füllmenge eintisch oder hydraulisch betätigter Schieber sein kann. 40 geschoben. Beim Zurückziehen des Kolbens 2 wkd Die Zuführung der Suspension zu den Mantekohren über die Länge des Füllhubes L1 ein neues Suspenerfolgt vorteilhaft aus der Dosierpumpe achsparallel sionsvolumen angesaugt, und der Füllvorgang kann zu der Richtung der Bleiseelen, um eine Entmi- sich nach Einlegen von weiteren, noch nicht gefüllten schung der Suspension durch eine Umlenkung zu Mantekohren wiederholen.

verhindern. Die Dosierpumpe selbst ist mit ihrer 45 In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung Ausstoßrichtung bzw. mit der Bewegungsrichtung ih- kann die Dosierung auch mit Hilfe eines Schiebers res Druckkolbens ebenfalls auf die Mantekohre aus- vorgenommen werden, der auch zwischen dem Aufgerichtet, bereitungsbehälter und der Dosierpumpe 8 ange-

Um eine gleichmäßige Füllung der Dosierpumpe bracht ist, wodurch die Einstellung des durch die zu erhalten, ist es vorteilhaft, den Misch- und/oder 50 Dosierpumpe geförderten Volumens erleichtert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 mit einer Paste zu füllen, die aus einem Gemisch aus Patentansprüche: ' Bleioxid in Pulferform, Wasser und einem wasserlös lichen Verdickungsmittel besteht. Für die praktische

1. Verfahren zum Füllen der die nebeneinan- Anwendung hat sich jedoch die Verwendung dieses derliegenden Bleiseelen der Panzerplatten von 5 Verfahrens, ebenso wie die Zugabe einer hydrophilen Bleiakkumulatoren konzentrisch umhüllenden Substanz, als unmöglich herausgestellt, da selbst bei isolierenden elektrolytdurchlässigen Mantekohre der Verwendung von Gleitmitteln ein genügend gedurch Einpressen pastenförmiger aktiver Masse naues und wirksames Einpressen in die Mantekohre für Starterbatterien, die ein Gemisch aus Blei- nicht möglich ist.

oxid, Schwefelsäure und Wasser enthält, in die io Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein

Mantekohre, dadurch gekennzeichnet, Verfahren zu finden, welches die Herstellung von

daß der pastenförmigen aktiven Masse Wasser in Bleiakkumulatoren auf wirtschaftlichere und schnel-

solcher Menge zugesetzt wkd, daß die dynami- lere Weise als bisher ermöglicht, durch welches ge-

sche Viskosität der Paste herabgesetzt wkd und sundheitliche Schaden des Bedienungspersonals bzw.

die so entstandene Suspension mit einer Einfüll- 15 aufwendige Schutzmaßnahmen desselben vermeidbar

zeit, in der die Trennung von pastenförmiger ak- sind, welches vollautomatisch durchführbar ist, wel-

tiver Masse und Wasser vermieden wkd, in die ches störungsfrei anwendbar ist und welches insbe-

Mantekohre gepreßt wkd und daß das Volumen sondere kontrollierbar und dosierbar, die Einfüllung

der Suspension entsprechend dem Mantekohrvo- von Bleioxiden in Mantekohre einer Bleiseele selbst

lumen an aktiver Masse für den Betrieb des Blei- 20 bei geringsten Spaltquerschnitten zwischen Seele und

akkumulators und dem für dieses Volumen züge- Rohr ermöglicht.

gebenen zusätzlichen Wasseranteil bemessen Die Vorrichtung gemäß der Erfindung soll einfa-

wird. eher als die bisher bekannten Rüttelvorrichtungen

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- sein, störungsfreier und insbesondere wirtschaftlicher kennzeichnet, daß die dynamische Viskosität der 25 arbeiten.

Paste auf 3000 bis 4000 cP herabgesetzt wird. Für den Fachmann überraschend hat es sich erge-

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ben, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahkennzeichnet, daß der zusätzliche Wasseranteil ren hergestellten Bleiakkumulatoren kostengünstiger während des Einpressens austritt oder beim Ein- sind als bisher bekannte Akkumulatoren, daß die setzen der Platten in Säure für den Ladevorgang 30 Akkumulatoren nach dem Verfahren gemäß der Er- oder das Formieren ausgetauscht wird. findung schneller entladen und schneller aufgeladen

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch werden können als bisher bekannt, daß sie eine högekennzeichnet, daß die Mischung in einer Ein- here Entnahme bei verhältnismäßig gleichen Gewicht füllzeit von weniger als 1,5 mit praktisch gleich- als bisher bekannte Akkumulatoren gestatten, daß förmiger Geschwindigkeit eingepreßt wird. 35 ihre Speicherkapazität insgesamt höher ist und daß

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- bei ihnen ohne weiteres durch das erfindungsgemäße rens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn- Verfahren die Optimierung zwischen Lebensdauer zeichnet, daß sie einen Aufbereitungsbehälter für und Leistung möglich ist.

die Suspension, eine dkekt darunter befindliche, Diese Aufgabe wkd erfindungsgemäß dadurch geüber ein Sieb angeschlossene Dosierpumpe (8), 40 löst, daß der pastenförmigen aktiven Masse Wasser ein schlagartig offenbares Schließorgan (13) oder in solcher Menge zugesetzt wird, daß die dynamische Schieber (3), einen Verteiler (9) mit'einer Anzahl Viskosität der Paste herabgesetzt wird und die so von in oder über die Rohrenden (11) steckbaren entstandene Suspension mit einer Einfüllzeit, in der Düsenöffnungen (10) und eine Halterung (12) für die Trennung von pastenförmiger aktiver Masse und die zu füllenden Mantekohre (15) aufweist. 45 Wasser vermieden wkd, in· die Mantekohre gepreßt

wird und daß das Volumen der Suspension entsprechend dem Mantekohrvolumen an aktiver Masse für

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen den Betrieb des Bleiakkumulators und dem für dieses der die nebeneinanderliegenden Bleiseelen der Pan- Volumen zugegebenen zusätzlichen Wasseranteil bezerplatten von Bleiakkumulatoren konzentrisch um- 50 messen wird.

hüllenden isolierenden elektrolytdurchlässigen Man- . Vorteilhaft kann die dynamische Viskosität der tekohre durch Einpressen pastenförmiger aktiver Paste auf 3000 bis 4000 cP herabgesetzt werden, und Masse, für Starterbatterien, die ein Gemisch aus der zusätzliche Wasseranteil kann während des Ein-Bleioxid, Schwefelsäure und Wasser enthält, in die pressens austreten oder beim Einsetzen der Platten in Mantekohre und eine Vorrichtung zur Durchführung 55 Säure für den Ladevorgang oder das Formieren ausdieses Verfahrens. getauscht werden.

Es ist bereits bekannt, die Mantekohre der Pan- Wie für den Fachmann selbstverständlich ist, ist

zerplatten von Bleiakkumulatoren dadurch' mit die Säuredichte in den Formationströgen entspre-Bleioxiden zu füllen, daß das staubförmige Bleioxid chend anzupassen, so daß sich unter Berücksichtiin den geringen Zwischenraum zwischen Bleiseele 60 gung der austretenden Wassermenge die gewünschte und Mantelrohr eingerüttelt wkd. Nachteilig ist bei Säurekonzentration einstellt.

diesem bekannten Verfahren aber, daß einerseits die Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsge-

Füllung des einzelnen Mantelrohres ungleichmäßig mäßen Verfahrens kann weiterhin darin liegen, daß wird, andererseits durch die Verwendung von Blei- die Mischung aus Paste und zusätzlichem Wasser in staub bei dem Personal gesundheitliche Schäden auf- 65 einer Einfüllzeit von weniger als 1,5 s mit praktisch treten können und daß weiterhin die Leistung dieser , gleichförmiger Geschwindigkeit eingepreßt wird.
Bleiakkumulatoren unbefriedigend ist. Es ist für den Fachmann überraschend, daß sich

Es ist weiterhin bereits bekannt, die Mantekohre bei der vorstehend angegebenen dynamischen Visko-