DE2432360A1

DE2432360A1 - Verfahren zur herstellung von akkumulator-roehrchenplatten und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2432360A1
Application number: DE2432360A
Authority: DE
Inventors: Robin Gordon; Kenneth Peters; Gilbert Sands
Original assignee: Chloride Group Ltd
Current assignee: Chloride Group Ltd
Priority date: 1973-07-06
Filing date: 1974-07-05
Publication date: 1975-01-30
Also published as: FR2236278B3; IT1016266B; ES427981A1; FR2236277A1; FR2236277B3; IT1016265B; AU7089774A; JPS5049631A; SE7408865L; SE7408864L; US3949793A; JPS50111533A; DE2432359A1; AU7089874A; ES427980A1; FR2236278A1

Description

Verfahren zur Herstellung von Akkumulator-Röhrchenplatten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ' Akkumulator-Röhrchenplatten, insbesondere das Füllen der Plattenröhrchen mit aktiver Masse, und beschreibt eine neue Füllmethode, eine neue Vorrichtung zur Durchführung der Methode sowie eine neue pastenförmige aktive Masse.

Ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung von Röhrchenplatten besteht darin_s daß man Geweberöhrchen mit einem Harz imprägniert, um sie steif_s und trotzdem noch durchlässig, zu machen, die Röhrchen auf eine Reihe aus Bleilegierungsstiften aufbringt, jeweils ein Stift für jedes Röhrchen, und den Zwischenraum zwischen dem Innern der Röhrchen und den Stiften mit Bleioxidpulver von einem Einfülltrichter füllt sowie die Anordnung schüttelt, um

das Pulver in den Röhrchen zu verdichten. Diese Methode

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wirft erhebliche Probleme auf. z.B. hinsichtlich der Verschwendung

/"Bleioxidpulver, der Gleichmäßigkeit des Füllgewichts und der

Ungleichmäßigkeit der Füllung.

Zur Verminderung dieser Probleme ist es aus der GB-PS 9^7 796 bekannt, eine pastöse aktive Masse in die Röhrchen unter Druck zu extrudieren. Dieses Verfahren ist jedoch ebenfalls problematisch wegen der Ungleichmäßigkeit der Füllung der Röhrchen und der Neigung der Paste,sich zu verändern und die Fließfähigkeit unter Druck zu verlieren und weiterhin in den Verarbeitungsmaschinen fest zu werden, wenn es beim Produktionsablauf zu Unterbrechungen oder Verzögerungen kommt.

Es wurde nun gefunden, daß diese Probleme erheblich und umfassend durch eine Veränderung der verwendeten Paste, Veränderung der verwendeten Vorrichtung und Veränderung des angewendeten Verfahrens verringert werden können.

Die Erfindung betrifft in erster Linie das Verfahren.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Füllen von Rchrchenplatten für Akkumulatoren, z.B. Bleiakkumulatoren, durch Extrudieren einer pastösen aktiven Masse in die Röhrchen einer Röhrchenplatte, wenn die Röhrchen auf den Ableiterstiften des stromleitenden Elements der Platte angeordnet sind, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen Vorrat der pastösen Masse während des Extrudierens kontinuierlich vermischt und einen kleineren Anteil des Pastenvorrats von diesem kontinuierlich vermischten Vorrat in jede Röhrchenplatte extrudiert.

Der Vorrat der pastösen Masse wird vorzugsweise unter Verwendung einer Pumpe gemischt, die eine gleichmäßige Abgabe ermöglicht, und die Paste während der Unterbrechungen zwischen dem Extrudieren in eine Röhrchenplatte wird vom Auslaß der Pumpe zum Einlaß umgewälzt, z.B. mittels eines Umwälzrohrs, das mit dem Pumpenauslaß verbunden ist und einen mit dem Pumpeneinlaß verbundenen Einfüll-

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trichter speist.

Die Menge des Pastenvorrats wird vorzugsweise bei etwa 50 Kilogramm, zum Beispiel 26 bis 80 Kilogramm gehalten, und die Menge der in jede Platte extrudierten Paste, das einzelne Extrudiergewicht, liegt in der Größenordnung von 500 bis 1000 Gramm. Ganz allgemein liegt das Gewichtsverhältnis von kontinuierlich vermischtem Pastenvorrat zu einzelnem Extrudiergewicht im Bereich von 200 : 1 bis 25 : 1, z.B. l6O : 1 bis 100 : 1.

In einer ersten Ausführungsform des Verfahrens wird die Paste von einer Pumpe in eine Röhrchenplatte extrudiert, und wenn die Platte, gefüllt ist, wird die Paste kontinuierlich von dem Auslaß der Pumpe zu dem Pumpeneinlaß umgewälzt und dann in eine andere Röhrchenplatte extrudiert.

In einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens wird eine Pastencharge, die vorzugsweise ein ganzzahliges Vielfaches (oder Vielfaches von 10) der Einzelextrudiergewichte umfaßt, von der Pumpe in den Extruder dosiert. Anschließend wird der Ausstoß der Pumpe zum Einlaß umgewälzt, worauf eine oder mehrere Röhrchenplatten, die in ihrer Anzahl der Anzahl der einzelnen Extrudiergewichte, die in den Extruder eingespeist worden sind, aus den Extruder gefüllt werden. Hierauf wird eine weitere Charge der Paste aus der Pumpe in den Extruder eingespeist, wobei die Charge wiederum vorzugsweise ein ganzzahliges Vielfaches (bzw. Vielfaches von 10) der Einzelextrudiergewichte ausmacht.

Bei beiden Ausführungsformen des Verfahrens werden die Röhrchenplatten während des Füllvorgangs vorzugsweise von einem Plattenhalter gehalten, der einen inneren Hohlraum von gleicher Gestalt wie die äußere Gestalt der Platten nach dem Pullen besitzt, und diese Plattenhalter bestehen vorzugsweise aus zwei Teilen, die den Zugang zu dem Hohlraum ermöglichen und während des Füllens der Platte unter Druck zusammengehalten werden.

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In einer bevorzugten Ausführungform des Verfahrens sind zwei oder mehr solcher Plattenhalterungen vorgesehen und das Verfahren umfaßt das Extrudieren der Paste in eine Platte, die von einem ersten Plattenhalter gehalten wird, die Beendigung des Extrudierens der Paste nach einem bestimmten Zeitraum oder wenn die Platte gefüllt sein sollte, das Umleiten des Ausstoßes von der Pumpe oder des kontinuierlich gemischten Pasten Vorrats zu dem Einlaß der Pumpe, das Umleiten des Ausstoßes von der Pumpe zu einem zweiten Plattenhalter, der eine leere, füllungsbereite Platte enthält, das Beendigen des Extrudierens nach einer bestimmten Zeit oder wenn die Platte gefüllt sein sollte, das Umleiten des Ausstoßes von der Pumpe oder des kontinuierlich gemischten Pasbenvorrats zum Einlaß der Pumpe und das Umleiten des Ausstoßes von der Pumpe zu dem ersten Plattenhalter oder einem dritten Plattenhalter, der nach dem öffnen, Entnehmen der gefüllten Platte und Einlegen einer neuen Platte wieder geschlossen worden ist, in dem Zeitraum, seit dem das Extrudieren in den ersten oder dritten Plattenhalter zuletzt beendet worden ist.

Der Verfahrensablauf umfaßt vorzugsweise das Zusammenklemmen des geschlossenen Plattenhalters, das Anschließen des Plattenhalters an Extrudierdüsen, jeweils eine für jedes Röhrchen, vor dem Extrudieren sowie das Abhängen des Plattenhalters von den Düsen und das Lösen des Plattenhalters.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung enthält vorzugsweise mindestens eine Einrichtung zur Halterung der Plattenröhrchen, ^l die auf ihren Ableiterstiften angeordnet sind, eine Pumpe, eine Einlaßkammer für die Pumpe, die so bemessen ist, daß sie einen Vorrat der aktiven Masse aufnehmen kann, Einrichtungen, die mit dem Auslaß der Pumpe so verbunden sind, daß die Paste selektiv vom Pumpenauslaß zum Pumpeneinlaß geführt wird, oder die Paste zu mindestens einem Spritzkopf geführt wird, der so ausgestaltet ist, daß die Paste in die Röhrchen einer Platte extrudiert wird, die auf der Halteeinrichtung angeordnet ist.

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Vorzugsweise i3t der Spritzkopf mit mehreren Durchführungen versehen, die jeweils ein Einlaßende besitzen, das mit einer von mehreren öffnungen verbunden ist, die im wesentlichen gleichmäßig rund um die Achse des Spritzkopfes angeordnet sind, um aus dem Spritzkopf mit Paste versorgt zu werden, und ein Auslaßende besitzen, das mit einer von mehreren Extrudierdüsen verbunden ist oder eine von mehreren Extrudierdüsen bildet, die in einer geraden Reihe angeordnet' und jeweils mit einem Röhrchen der Platte verbunden sind.

Darüber hinaus wird es bevorzugt, die Größen der Düsen so abzustufen, daß diejenigen Düsen, die mit von der Achse des Spritzkopfes abliegenden öffnungen verbunden sind, etwas größer als diejenigen Düsen sind, die mit näher an der Achse liegenden öffnungen verbunden sind.

Die Einrichtungen„ die mit dem Umwälz-Auslaß der Pumpe in Verbindung stehen, enthalten vorzugsweise Ventileinrichtungen, das Umwälzventil, und eine Leitung, die Umwälzleitung, die so angeordnet ist, daß Paste, die von der Ventileinrichtung zu der Leitung geführt wird, zu der Einlaßkammer der Pumpe zurückgeführt wird.

Vorzugsweise enthalten die Einrichtungen für die Halterung der Röhrchen einen starren Plattenbildner_s der einen Hohlraum der gewünschten Gestalt für die Anordnung der gefüllten Röhrchen zur Verfügung stellt, und in dem die Röhrchen aufgenommen werden.

Die Halteexnrichtungen enthalten vorzugsweise eine obere und untere Platte. Darüber hinaus sind hydraulische Klemmeinrichtungen für das Zusammenhalten der Platten vorgesehen.

Die Halteeinrichtungen mit den daran angebrachten Klammern, sofern vorgesehen, sind vorzugsweise zur Hin- und Herbewegung unter Verwendung eines Antriebs, z.B. eines hydraulischen Kolbens, angeordnet, um mit den ihnen zugeordneten Spritzköpfen dicht verbunden und wieder gelöst werden zu können.

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In einer ersten AusfUhrungsform der Erfindung steht das Umwälzventil mit einem Doppel-Umschaltventil in Verbindung, und dieses ist so angeordnet, daß es die Pumpe selektiv mit einem oder dem anderen Spritzkopf eines Spritzkopfpaars und hiermit verbundenen Halteeinrichtungen verbindet. Vorzugsweise sind Filter in den Pastenzuführungen von dem Umschaltventil zu dem Spritzkopf vorgesehen.

In einer zweiten Ausfuhrungsform steht das Umwälzventil, vorzugsweise über eine Dosiereinrichtung, z.B. ein Dosierventil, mit der Einlaßöffnung eines Druckextruders bzw. Extruders, z.B. eines Kolbenextruders, dessen Auslaß mindestens einen Spritzkopf speist, und vorzugsweise mit dem Doppel-Umschaltventil und den zwei Halteeinrichtungen der ersten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung.

Bei der verwendeten Paste handelt es sich vorzugsweise um eine extrudierbare, Bleioxid enthaltende pastöse aktive Masse, die mindestens ein Bleioxid in feinteiliger Form, einen flüssigen Trägerstoff und einen polymeren Stoff enthält, der in dem flüssigen Trägerstoff löslich ist und eine Verdickung der Masse bewirkt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Masse bzw. Paste eine Dichte von nicht über 4,00 g/cnr und einen Extrusionspenetrometer-Penetrationswert (wie nachfolgend definiert) von mindestens 10, z.B. 10 bis 30, vorzugsweise 12 bis 18, besitzt. Die Paste besitzt vorzugsweise eine unterste Fließgrenze (yield value; wie nachfolgend definiert), nachfolgend als Fließgrenze bezeichnet, von nicht über 100 000, insbesondere nicht über 55 000, z.B. nicht über hO 000, und besonders bevorzugt im Bereich von 15 000 bis 35 000 . Die Dichte liegt vorzugsweise im Bereich von ¹J,0 bis 3,55, z.B. 3,7 bis 3,9, und die Fließgrenze liegt vorzugsweise im Bereich von 20 000 bis 35 000, insbesondere 25 000 bis 35 000.

Bei dem flüssigen Trägerstoff handelt es sich vorzugsweise um Wasser. Es können jedoch auch andere flüssige Trägerstoffe verwendet werden, die sich nicht störend auf die Akkumulatoreigenschaften auswirken. So könnte z.B. wässrige Schwefelsäure verwen-

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det werden, falls dies erwünscht wäre.

Der lösliche polymere Stoff besitzt vorzugsweise eine Löslichkeit von mindestens 10 g/Liter in Wasser von 25°C, und eine lprozentige Lösung in Wasser von 25⁰C besitzt vorzugsweise eine Viskosität von nicht über 5000 cP.

Bei dem Bleioxid besitzen vorzugsweise im wesentlichen alle Teilchen einen Teilchendurchmesser von unter 100 μ; z.B. besitzen weniger als 1 Gewichtsprozent einen Durchmesser von über 200 μ. Darüber hinaus besitzen weniger als 1 Gewichtsprozent einen Durchmesser von unter 0,001 μ. Typischerweise besitzen mindestens 50 Gewichtsprozent, z.B. 95 Gewichtsprozent ,eine Größe von unter 50μ, 50 Gewichtsprozent eine Größe von unter 10 μ und 5 Gewichtsprozent eine Größe von unter 1 μ. Das Oxid kann ein Genisch aus grauem Bleioxid und rotem Bleioxid enthalten. Das Verhältnis von grauem zu rotem Bleioxid kann etwa 95 : 5 bis 5 '· 95 betragen. Ein Verhältnis von 90 : 10 bis 50 : 50 wird bevorzugt.

Bei dem löslichen polymeren Stoff handelt es sich vorzugsweise um Polyäthylenoxid mit einem Molekulargewicht von mindestens 5 x 10 , z.B. mindestens 10 , vorzugsweise 2 χ 10 bis 10 χ 10 .

Eine bevorzugte Masse enthält Bleioxid, z.B. in einem Gewichtsverhältnis von 90 : 10 von grauem zu rotem Bleioxid, 0,2 bis 0,6 Gewichtsprozent, bezogen auf Gesamtfeststoffe, Polyäthylenoxid rr.it einem Molekulargewicht von 2 χ 10 bis 5 x 10 I65 bis 187, z.B. 198 bis 220, ml Wasser/kg Peststoffe, wobei die Paste eine Diel
z.B. 3,5 bis H ,0 g/cm\ besitzt.

rr.it einem Molekulargewicht von 2 χ 10 bis 5 x 10 und nindestens stoffe, wobei die Paste eine Dichte von unter 4,0 g/cm ,

Die Erfindung kann auf verschiedene Weise in der Praxis angewendet werden. Eine besondere Ausführungsform und eine Variante hiervon sind nachfolgend beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Extrudiervorrichtung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, gesehen von einem Ende der Vorrichtung der Figur 1, in der ein Plattenhalter geöffnet und der andere geschlossen ist, wobei die Figur aus Gründen der Klarheit nur den oberen Teil der Vorrichtung zeigt und ein Paar hydraulische Bügel weggelassen ist,

Fig. 3 eine perspektivische Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung der Figuren 1 und 2, die den Spritzkopf im Detail wiedergibt,

Fig. 4 ein Fließschema des Druckluftkreislaufs, der zur Steuerung der verschiedenen Ventile und Kolben bzw. Zylinder der Vorrichtung dient,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigten Vorrichtung, insbesondere zur Verwendung bei der Füllung langer Platten,

Fig. 6 einen Längsschnitt eines Extrusionspenetrometers, das zur Messung der Pastenkonsistenz verwendet wird,

Fig. 7 eine Detailansicht des Kopfes der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung, und

Fig. 8 eine Detailansicht des Schafts der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung.

In den Figuren 1, 2 und 3 ist eine Vorrichtung zum Füllen von Röhrchenplatten für Bleiakkumulatoren gezeigt, die Plattenhalter 10, 11 zur Halterung der Röhrchen einer Platte, die auf ihren Ableiterstiften angeordnet sind, eine Pumpe 15 sowie ein Paar Spritzköpfe 20, 21 zum Extrudieren von aktiver Masse in Form einer Paste enthält. Bei der Pumpe 15 handelt es sich vorzugsweise um eine unter der Handelsbezeichnung Monopump bekannte Pumpe, die einen als eingängige Schraube ausgestalteten Rotor enthält, der in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet ist, das als zweigängi-

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ger Schraubengang ausgebildet ist, wobei die Schraube des Gehäuses die doppelte Steigung wie die Rotorschraube besitzt. Der Rotor dreht sich um seine eigene Achse in einer Richtung, während die Achse des Rotors um die Achse des Zylindergehäuses mit gleicher Geschwindigkeit, jedoch entgegengesetzter Drehrichtung, herumkreist. Bei Verwendung dieser Pumpenausgestaltung erhält man eine positive Förderleistung bei gleichmäßigem Fluß. Der Einlaß 16 der der Pumpe 15 ist mit einem Pasteneinfülltrichter l8 verbunden, der einen Aufsatz 19 besitzt, welcher einen Vorrat an pastöser aktiver Masse enthält, die nachfolgend beschrieben ist. Der Auslaß 17 der Pumpe 15 ist mit einem Wechselventil 22 verbunden, durch das die von der Pumpe abgegebene Paste durch eine Umwälzleitung 23 zu dem Trichter 18 zurückgeführt oder über ein Umschaltventil 24 den Spritzköpfen 20, 21 zugeführt wird, die jeweils über mehrere Zuführungen 26 mit Düsenblöcken 27, 28 über Filtersiebe 62 und 63 verbunden sind.

Gegenüber jedem Düsenblock 27, 28 befinden sich die Plattenhalter bzw. Plattenbildner 10, 11, die Oberteile 12, 13 und Unterteile 35, 36 enthalten, in denen obere Platten 29 und 31 bzw. untere Platten 30 und 32 angeordnet sind. Die gegenüberliegenden Oberflächen der Platten 29 und 30, ebenso wie die gegenüberliegenden Oberflächen der Platten 31 und 32, sind so ausgebildet, daß sie einen Hohlraum, entsprechend der gewünschten Gestalt der gefüllten Röhrchenplatte bilden. Die Unterteile 35 und 36 sind jeweils verschiebbar auf einem geeigneten Gestell 33, 3¹* (3¹* ist nicht dargestellt) angeordnet, und bei Betrieb wird ein röhrchenförmiger Mantel bzw. eine Hülle aus gewebtem oder nicht-gewebtem Material, z.B. Polyäthylenterephthalat, auf den unteren Platten 30 und 32, wobei die Ableiterstifte der Platte bereits in den röhrchenförmigen Taschen des Mantels enthalten sind, so angeordnet, daß das offene untere Ende des Mantels dem Düsenblock, z.B. 28, gegenüberliegt.

Die obere Platte, z.B. 29, wird dann auf die untere Platte 30 abgesenkt und auf dieser mittels zweier Paare hydraulischer Bügel bzw. Klammern 37a und b und 38a und b festgeklemmt.

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- ίο -

Ein ähnliches Paar hydraulischer Bügelpaare 39a und b sowie 4Oa und b ist bei dem Halter 11 vorgesehen. Die vorderen Bügel 37a und b und 39a und b sind auf den Halterunterteilen 35, 36 fest angebracht; die hinteren Bügel 38a und b und ¹IOa und b sind jedoch verstellbar auf dem Halterunterteil 35» 36 angeordnet, so daß sie für unterschiedliche Plattenlängen verwendet werden können.

Vier Bohrungen 41, 42, 43 und 44, befinden sich im Halterunterteil

35 (bzw. 36), wobei die Bügel 37b und 38b weggelassen worden sind. Die Bohrungen 4l, 42 und 43 sind für den hinteren Bügel, und die Bohrung 44 ist für die vorderen Bügel.

Die Platten 29, 30 und 31, 32 sind abnehmbar auf den Oberteilen und Unterteilen 12, 35 bzw. 13, 36 befestigt und können durch unterschiedliche Platten ersetzt werden, falls es erwünscht ist unterschiedlich groß oder in besonderer Weise ausgebildete Platten zu füllen. Die Platten können halbkugelige Vertiefungen bzw. Nuten besitzen, die in ihren Abmessungen den gewünschten Abmessungen der Platte im gefüllten Zustand entsprechen.

Aus Fig. 2 ist infolge des geöffneten Plattenhalters 11 ersichtlich, wie die obere Platte 31 und die untere Platte 32 abnehmbar von dem Halteroberteil 13 und Halterunterteil 36 getragen werden. Ein abnehmbarer Arretierungsstab 45 ist mit dem Halterunterteil

36 so verbunden, daß er gegen den oberen Stab der Ableiterstifte einer Platte zu liegen kommt, wenn diese.auf der unteren Platte angeordnet ist. Der Ansatz bzw. die Fahne der Platte erstreckt sich rund um die Seite des Arretierungsstabes.

Nachdem die Platte auf dem Plattenhalter angeordnet ist, wird der Plattenhalter mittels eines Druckluftzylinders 46 oder 47 so bewegt, daß die öffnungen der Taschen über die Düsen des Düsenblocks, z.B. 28 im Fall des Zylinders 47, passen und hiermit dicht abschließen.

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In einer besonderen Aueführungsform besitzt die Platte 15 Taschen (bei Fig. 2 handelt es sich nur um eine schematische Darstellung), von denen jede mit einer von 15 Düsen 150 verbunden ist, die in einer geraden Linie bzw. Reihe in dem DUsenblock 27 oder 28 angeordnet sind. Diese Düsen 150 sind mit öffnungen im Spritzkopf 20 oder 21 verbunden, die symmetrisch um die Achse verteilt sind und so nahe wie möglich beieinanderliegen. Somit besitzt in dieser speziellen Ausführungsform der Spritzkopf eine einzige zentrale öffnung, die von einem Zwischenring aus 7 öffnungen umgeben ist, die ihrerseits von einem äußeren Ring von weiteren 7 öffnungen umgeben sind. Bezeichnet man die Düsen 150 mit den Zahlen 1 bis 15 entlang der Reihe, und de Einlaßöffnungen mit A für die Zentralöffnung, B bis H für den Zwischenring von öffnungen, im Uhrzeigersinn von einem gegebenem Radius, und I bis 0 für den äußeren Ring, im Uhrzeigersinn von dem gleichen Radius, so geht aus der folgenden Tabelle hervor, welche öffnung mit welcher Düse verbunden ist; gleichzeitig ist in der Tabelle der Durchmesser der Düse angegeben.

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IiJ 15

Tabelle	Düsendurchnesser
öffnung	in mn
	3,76
I	3,68
B	3,76
0	3,56
N	3,56
H	3,71
J	3,56
C	3,56
A	3,56
D	3,66
K	3,56
σ	3,56
F	3,68
L	3,66
E	3,76
M

Die Einlaßenden der Zuführungen 26, die die Düsen 150 in den Düsenblöcken 27, 28 mit den Spritzköpfen 20, 21 verbinden, sind in Bohrungen in den Spritzköpfen 20, 21 befestigt, die so nahe wie mÖElich beieinanderliegen. Um einen glatten bzw. gleichmäßigen Fluß zu gewährleisten, verlaufen die Bohrungen nach den Zuleitungen hin konisch, und die Enden der Zuleitungen sind ebenfalls innen abgerundet bzw. verjüngt, um den Konus fortzusetzen. Der Konus ist so ausgebildet, daß die Bohrungen in ihrem größeren Durchmesser mit benachbarten Bohrungen Berührungskontakt haben. An den Auslaßenden sind die Zuleitungen mit Düsen verbunden, die etwa 7,6 mm in die Mantel-Zuleitungen vorspringen. In einer anderen Ausführungsform können die Zuleitungen auch selber die Düsen bilden. Die Bohrung jeder Düse 150 verjüngt sich vom Durch-

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messer der Zuleitung unter einem eingeschlossenen Winkel von etwa 10° zum Düsenaustritt hin, der in obiger Tabelle angegeben ist. Anschließend tritt eine leichte Erweiterung ein, um das überstehende Ende an den Ableiterstift anzupassen. Die Außenseite jeder Düse I50 zeigt einen konischen Verlauf, um die Anordnung in dem Mantel-Röhrchen zu erleichtern.

Eine Dichtung 48 aus elastischem Material ist zwischen dem Düsenblock 27, 28 und dem Ende der Platten 29, 30 und 31, 32 angeordnet, die jeweils paarweise, z.B, 27 und 29, 30, wie oben angegeben, unter Verwendung von Druckluftzylindern 46 und 47, im Fall des Plattenhalters 10 Zylinder 46, zusammengebracht werden.

Es ist möglich, die Größen der Düsen 150 zur Steuerung des Pastenflusses so einzustellen, daß aus jeder Düse gleiche Mengen austreten. Hierbei werden die vielen Variablen berücksichtigt, die den Pastenfluß zu einzelnen Düsen beeinflussen, z.B. die Anordnung der öffnung in dem Spritzkopf, Länge und Ausmaß der Deformation der Zuleitung beim Verbiegen, sowie andere Paktoren, die den inneren Fließwiderstand verändern.

V/ie in Fig. 1 angegeben, ist die Vorrichtung auf einem Gestell montiert, um die Plattenhalter 10 und 11 auf eine geeignete Arbeitshöhe zu bringen und die Vorrichtung auf ausreichende Höhe über dem Boden anzuheben, so daß der Betrieb unter feuchten bzw. nassen Bedingungen erfolgen kann,, um den Bleigehalt in der Atmosphäre möglichst gering zu halten.

Die Vorrichtung besitzt einen elektrischen Motor 51* der mittels eines herkömmlichen elektrischen Steuerkreises gesteuert wird. Der restliche Betrieb erfolgt jedoch mittels Druckluftsteuerung über den in Fig. 4 dargestellten Steuerkreis.

Der Motor wird durch eine Kupplung 52 geschützt, die eine Trennung bewirkt, falls die Belastung des Motors einen gegebenen Viert überschreitet. Dies kann dann eintreten, wenn das System

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durch getrocknete Pastenbrocken verstopft, die sich bilden können, wenn die Vorrichtung längere Zeit unbenutzt bleibt, ohne daß sie gesäubert oder durch Verschließen des Trichters und der Leitung 23, z.B. mit einer Polyäthylenfolie, vor der Verdampfung von Wasser aus der Paste geschützt wird. Der Motor liefert den Antrieb für die Pumpe 15 über einen Getriebekasten und einen Zahnriemen 53. Das Umwälzventil 22 wird durch einen Kolben 55 betätigt, der durch den Druckluftkreis gesteuert wird.

Ein Druckmesser 56 ist am Auelaß der Pumpe 15 vorgesehen, um eine überprüfung der Pastenkonsistenz und des Fülldrucks während des Betriebs zu erlauben. Das Umschaltventil 24 wird durch einen Kolben 57 betätigt, der ebenfalls durch den Druckluftkreis gesteuert wird.

Die hydraulischen Bügel werden aus einem Paar hydraulischer Druckerzeuger bzw. -verstärker 58, 59 gespeist, die ebenfalls durch den Druckluftkreis gesteuert werden.

In Fig. ²I besteht der Druckluft-Steuerkreis aus zwei Teilen, von denen sich einer, 65, an der Vorrichtung, der andere, 66, in einem freistehenden Schrank befindet, der vorzugsweise auf der rechten Seite der Vorrichtung im Sinne der Darstellung der Figur 2 angeordnet ist.

Der Kreis wird über die Leitung 67 mit Druckluft, z.B. von 4,2 kg/cm , versorgt.

Dieser Einlaß versorgt den Kolben 57 über ein Umschaltventil 60 und eine der Leitungen 68 mit Luft, wenn der linke Plattenhalter 10 betrieben werden soll. Durch die Luftzufuhr zu dem Kolben 57 wird das Umschaltventil 24 betätigt, wodurch dem Plattenhalter Paste zugeführt wird. Soll dem Plattenhalter 11 Paete zugeführt werden, so wird das Ventil 60 im entgegengesetzten Sinn betrieben, und der Kolben 57 stellt das Umschaltventil 24 in die andere Richtung.

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.Die Bügel 37a und b sowie 38a und b werden'durch ein "Bügel"-Ventil 69, über die Leitung 67, einen Regler 71 und ein Meßgerät 72 gesteuert. Der hydraulische Druckerzeuger bzw. -verstärker 58 ist über ein Schnell-Abblasventil 73 entlüftet.

Eine Leitung 68 führt von der Leitung 67 zwischen dem Ventil 69 und dem Regler 71 über ein Steuerventil 74 zu der Zentralöffnung 75 eines "Dicht- und Füll"-Ventils 76, das den Kolben 16 steuert. Auf diese Weise kann der Plattenhalter 10 nicht in Berührung mit dem Düsenblock -27 kommen, solange nicht die Bügel festgeklammert worden sind.

Darüber hinaus wird das Steuerventil 7¹J durch den Kolben 57 mechanisch ausgelöst, so daß der Kolben 46 nur dann arbeiten kann, wenn der Kolben 57 so angeordnet ist, daß das Ventil 24 dem Plattenhalter 10 Paste zuführt. Wird das Ventil 76 in "Dicht- und Füll"-Position gebracht, so wird dem Kolben 46 Luft zugeführt, wodurch der festgeklemmte Plattenhalter 10 in Berührung mit den Düsen gelangt und das ^I'FÜ11"-Steuerventil 78 mechanisch ausgelöst wird, j aie Abdichtung vollständig ist. Durch öffnung des Ventils 78 fließt Luft von der Leitung 67 über die Leitung 79 zu einem Druckluft-ODER-Glied 80, dessen Ausgang über einen Pulsgeber 8l zu einer Seite eines Wechsel-Tauchspulenreglers 83führt, der den Kolben 55, welcher das Umwälzventil 22 betätigt, über Leitungen 88 und 89 steuert. Eine Leitung 84 führt von einer Stelle zwischen den Ventilen 74 und 76 zu einem Druckluft-NICHT-Glied 85, dessen Ausgang über einen Zeitgeber 86 mit einem Druckluft-ODER-Glied 87 verbunden ist, dessen Ausgang mit der anderen Seite des Tauchspulenventils 83 verbunden ist. Der andere Eingang zu dem NICHT-Glied 85 führt über die Leitung 90 von der Leitung 88.

Der Kreis für den Plattenhalter 11, in Fig. 2 auf der rechten Seite, ist mit dem für die linke Seite beschriebenen Kreis identisch.

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Somit steuert ein "BtI gel "-Ventil 70 die Bügel 39a und b sowie 40a und b über einen Regler 91 und ein Meßgerät 92 unter Zuhilfenahme eines Druckverstärkers 59» der über ein Schnell-Abblasventil 93 entlüftet ist. Eine Leitung 9¹I führt von der Verbindung des Ventils 70 mit dem Regler 91 über ein Steuerventil 96, das mechanisch durch den Kolben 57 betätigt wird, wenn das Umschaltventil 60 zur Auswahl des rechten Plattenhalters verwendet wird, zu der Zentralöffnung 97 des auf der rechten Seite befindlichen "Dicht- und Füll"-Ventils 99, das den Kolben 47 steuert, der wiederum das Unterteil 36 des Plattenhalters 11 betätigt. Dies ist in der offenen Anordnung der Figur 2, getrennt von dem Düsenblock 28, gezeigt. Der Kolben 47 betätigt mechanisch ein Steuerventil 101, das bei Betätigung den Plattenhalter 11 dicht an den Düsenblock 28 anschließt, so daß Luft von der Einlaßleitung 67 zu einem zweiten Eingang des ODER-Gliedes 80 geleitet wird. Eine Leitung 102 führt von einer Stelle zwischen den Ventilen 96 und 99 zum Eingang eines Drückluft-NICHT-Gliedes 103, dessen Ausgang über einen Druckluftzeitgeber 104 zu dem anderen. Eingang des ODER-Gliedes 87 führt. Die Leitung 90 besitzt ebenfalls eine Zuleitung zu dem NICHT-Glied 103.

Die Leitungen 67 bestehen aus Kupfer- oder Nylonrohr mit einem äußeren Durchmesser von 12,7 mm. Die Leitungen 68, 88, 89 und 94 bestehen aus Kupfer oder Nylon mit einem äußeren Durchmesser von 7,9 mnijUnd die Leitungen 84, 90 und 102 bestehen aus Kupferoder Nylonrohr von 4,8 mm.

Der Betrieb der Vorrichtung geschieht folgendermaßen:

Eine geeignete Paste, deren Zusammensetzung nachfolgend beschrieben ist, wird in den Trichter plus Aufsatz 18, 19 eingespeist. Der Motor 51 wird in Betrieb gesetzt, wobei das Umwälzventil 22 so gestellt ist, daß die aus dem Auslaß der Pumpe 15 austretende Masse in die Umwälzleitung 23 und auf diese Weise in den Trichter zurückgeführt wird. Unter Verwendung der nachfolgend beschriebenen Pasten liegt der von dem Druckmeßgerät 56 angezeigte Druck vorzugsweise im Bereich von 1,4 bis 2,8 kg/cm . Hier-

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durch ist gewährleistet, daß die Paste gründlich vermischt wird und für das Extrudieren die richtige Konsistenz besitzt.

Das Umschaltventil 60 wird dann auf eine Seite, z.B. die linke Seite, eingestellt, wodurch das Ventil 24 für den linken Spritzkopf 20 geöffnet wird. Eine Umhüllung mit den ausgerichteten Ableiterstiften wird auf die untere Platte 30 gelegt, so daß der Kopfstab gegen den Arretierungsstab 45 zu liegen kommt; anschließend wird das Oberteil 12 abgesenkte Der Zeitgeber 10¹I wird auf die gewünschte Fülldauer, z.B. 8 Sekunden für eine Platte mit 15 Röhrchen von 23 cm Länge, die etwa 500 Gramm der nachfolgend beschriebenen Paste aufnehmen, eingestellt. Hierauf wird das Bügelventil 69 betätigt, um die Bügel 37 und 38 auszulösen und das Oberteil 12 auf dem Unterteil 35 festzuhalten. Hierauf wird das "Dicht- und Füll"-Ventil betätigt, so daß der Kolben 46 den Plattenhalter 10 in Berührung mit dem Düsenblock 27 fährt.

Hierdurch wird das Steuerventil 78 betätigt_s das über das ODER-Glied 80 und den Pulsgeber 81 dem Ventil 83 Luft zuführt, das den Kolben 55 betätigt, so daß daa Ventil 22 von der "Umwälz"-in die "Füll"-Stellung gebracht wird. Die Paste wird dann 8 Sekunden über das Ventil 22, das Umschaltventil 24, das Filtersieb 62, den Spritzkopf 20 und den Düsenblock 27 in die Röhrchen gepumpt bzw. extrudiert. Der Druck am Druckmesser 5β steigt von anfänglich etwa 2,8 kg/cm in 2 Sekunden auf 8,4 kg/cm ,

steigt-dann langsam während 5,5 bis 6 Sekunden auf 12,3 kg/cm² und fällt am Ende des vorgegebenen Zeitraums rasch auf den ursprünglichen Wert zurück. Der Zeitgeber 104 schaltet das Ventil 83 und somit den Kolben 55 und das Ventil 22, so daß der Pastenausstoß von der Pumpe 15 der Umwälzleitung 23 zugeführt wird.

Der Zeitgeber ist somit so eingestellt, daß das Ventil automatisch auf Umwälzstellung schaltet, sobald die Taschen der Platte gefüllt sind.

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Während des Füllvorgangs wird ein Mantel bzw. eine Umhüllung mit ausgerichteten Ableiterstiften auf dem rechten Plattenhalter angeordnet; hierauf wird das Oberteil 13 abgesenkt und geschlossen.

Wenn der Füllvorgang auf der linken Seite gemäß der Anzeige des Druckmessers 56 beendet ist, wird das Ventil 76 betätigt, worauf sich der Plattenhalter 10 von dem Düsenblock 27 löst. Anschliessend wird das "Bügel"-Ventil 69 betätigt, worauf der Bügel in die auf der rechten Seite der Figur 2 gezeigte Stellung zurückgeht, losgelöst von dem Oberteil 13 des Plattenträgers. Die Bügel stehen in dieser Stellung unter Federspannung.

Das Umschaltventil 60 wird dann so geschaltet, daß die rechte Seite ausgewählt wird, und hierdurch wird auch das Steuerventil 96 geöffnet. Durch Betätigung des "Bügel"-Ventils 7.0 wird das Steuerventil 96 für die aktive Masse geöffnet. Hierauf wird das "Dicht- und Füll"-Ventil 99 betätigt, und der Plattenhalter 11 wird in Berührung mit dem Düsenblock 28 gebracht, so daß eine dichte Verbindung besteht. Dann wird das Ventil 101 ausgelöst, und das Umwälzventil 22 wird über den Zeitgeber 86 und das Ventil 83 wiederum auf "Füll"-Position gestellt.

Hierauf erfolgt der gleiche Füllvorgang wie vorstehend beschrieben. Während dies stattfindet werden das Oberteil 12 des Plattenhalters 10 angehoben, die gefüllte Platte entfernt und zu einer Verarbeitungsstufe weitergeleitet, wo ein Bodenstab (für die Ableiterstifte Jangebracht wird. Sofern überschüssige Paste vorhanden ist, wird sie von der Platte entfernt; anschließend wird eine neue Umhüllung auf- bzw. eingelegt, und das Oberteil 12 wird wieder abgesenkt. Am Ende des Füllkreislaufs wird das "Dicht- und Füll"-Ventil 99 betätigt, und das Ventil 22 leitet den Ausstoß aus der Pumpe 15 wieder in die Umwälzleitung 23 zurück, der Plattenhalter 11 löst sich von dem Düsenblock 28, und das "Bügel"-Ventil 70 wird betätigt. Hierauf wird das Umschaltventil 60 wieder auf die linke Seite umgeschaltet und der Kreislauf wird wiederholt.

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Die Verwendung einer Pumpe, die eine gleichmäßige bzw, glatte Abgabe in Verbindung mit einem Umwälzventil und einer Umwälzleitung gewährleistet und somit eine kontinuierliche Bewegung der Paste sicherstellt, verhindert zumindest teilweise Schwankungen und hält die Paste bei gleichmäßiger Konsistenz und gleichmäßigem Fließverhalten während der gesamten Betriebszeit.

Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung wird vorzugsweise eine Paste verwendet, die Bleioxid, Wasser und hochmolekulares Polyäthylenoxid enthält, das durch Suspensionspolymerisation von Kthylenoxid hergestellt worden ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Polyäthylenoxid um ein handelsübliches Produkt (POLYOX WSR 301, Hersteller Union Carbide Company), das ein Molekulargewicht von etwa ¹J χ 10 und eine Viskosität, als lgewichtsprozentige Lösung in Wasser, von 1500 bis 3500 cP bei 25⁰C besitzt.

Bei dem Polyäthylenoxid handelt es sich um einen Polyäther, der vermutlich mit Wasser in starkem Umfang Wasserstoffbrückenbindungen eingeht und nichtionogener Natur ist.

Die Beispiele erläutern die Erfindung. In sämtlichen Beispielen wird als Polyäthylenoxid das vorgenannte Handelsprodukt "POLYOX WSR 301" verwendet.

Beispiele 1 bis 6

Es werden mehrere Pasten hergestellt, die 0,¹I Gewichtsprozent Polyäthylenoxid, bezogen auf trockene Feststoffe, enthalten. Zunächst werden Bleioxid und Polyäthylenoxid trocken vermischt, anschließend wird unter ständigem Mischen und Kühlen der Paste langsam Wasser zugegeben.

In Tabelle I sind die Ergebnisse zusammengestellt, die bei einem Versuchsbetrieb unter Verwendung der oben beschriebenen Platten erhalten wurden.

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Tabelle I

Bei- Pastenzusammenspiel Setzung

Dichte Kon- Fließ- mittleres Stan- mittleres Pro- Aus- Anzahl der

g/cm-⁵ sistenz grenze_₂ Naß-Pasten- dard- Trocken- duk- schuß Unterbre-5) (dyn.cm" ) gewicht (g) abwei- Pastenge- tions- {%) chungen

chung wicht (g) menge pro Stunde

pro
Stunde

O
CO
OO

90ί graues Blei- 3,73 16 26400 oxid

10? rotes Bleioxid

214 ml Wasser/kg

90% graues Blei- 3,75 I¹» 33900 oxid

10ί rotes Bleioxid

220 ml Wasser/kg

graues Blei- 3,77 I^ 33900 oxid

rotes Bleioxid 201 ml Wasser/kg

90* graues Blei- 3,7*» 14 33900 oxid

10< rotes Bleioxid

207 ml Wasser/kg

80Ϊ graues Blei- 3,99 15 30400 oxid

20Ji rotes Bleioxid

169 ml Wasser/kg

13,7 11,1 9,1 10,1 9,2

465

475

476

472

486

278 8,4

278 3,3

378 0,5

390 1,5

370 1,8

3 ώ

Tabelle I Forts.

Bei- Pastenzusammenspiel Setzung

Dichte Kon- Fließ- mittleres Stan- mittleres Prog/cm-5 sistenz grenze „ Naß-Pasten- dard- Trocken- duk-

5) (dyn.cm ) gewicht (g) abwei- Pastenge- tions-

chung wicht (g) menge

pro
Stunde

Aus- Anzahl der
schuß Unterbre-(?) chungen

pro Stunde

80? graues Blei- 3,92 oxid

202 rotes Bleioxid

179 ml Wasser/kg

15 30400

547

7,2 464 Aufgrund der Versuchsdauer können Produktionsmenge usw. nicht bestimmt werden.

ro

J> CO NJ CjO (J) O

Bemerkungen zu Tabelle I

(1) In Beispiel 6 sind die Plattenbildner bzw. -halter etwas modifiziert worden, um das Füllgewicht zu reduzieren.

(2) Für die Bestimmung des mittleren Gewichts wird eine Mindestmenge von 50 Proben herangezogen,

(3) Nach Beispiel 2 werden die Siebe 62 und 63 in den Füllarmen angeordnet, um geringere Verstopfungen in den Düsen zu verhindern.

(¹J) Unterbrechungen und Ausschuß während des Betriebs ereignen sich aufgrund von

(I) gelegentlich fehlerhaften Mantel-Röhrchen,

(II) gelegentlichem Unterfüllen und

(III) dem Abwischen und Säubern des Plattenbildners bzv/. -halters.

(5) Die Messungen der Pastenkonsistenz erfolgen mit einem Extrusions-Penetrometer, wie in Fig. 6 bis 8· beschrieben.

(6) Die Fließgrenze wird aus der Konsistenz unter Anwendung der nachfolgend angegebenen Beziehung berechnet.

Die in Tabelle I angegebenen Konsistenzwerte sind mit einem Sxtrusions-Penetrometer, wie in den Figuren 6,7 und 8 dargestellt, gemessen worden.

Diese Vorrichtung besteht aus einem konischen Kopf 110 mit einem Schaft 111, wobei beide Teile zusammen 233 Gramm wiegen. Der in Detailwiedergabe in Fig. 6 gezeigte Kopf besitzt eine kugelige Spitze 112 von 0,8 mm Durchmesser, die sich zu einem konischen Ende 113 verbreitert, das einen Winkel von 37° einschließt und eine Axiallänge von 12,7 mm, vom Ende der Spitze 112, besitzt. Das Ende 113 setzt sich dann in einer konischen Flanke II¹* geringerer Steigung fort, die einen Winkel von 12° einschließt. Der Durchmesser des Kopfes an der Verbindungsstelle 115 des

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Endes 113 mit der Flanke 11H beträgt 9,5 nun. Die Flanke IiH besitzt eine Axiallänge von 76 mm und einen Enddurchmesser von 25 mm. Am oberen Ende 117 der Flanke befindet sich ein Stutzen 116, der eine axiale Gewindebohrung zur Aufnahme des Schaftes 111 besitzt. Die Flanke 114 besitzt quer verlaufende Linien bzw. Markierungen 118, die im Abstand von 2,5 nun angeordnet sind. Die Verbindungsstelle 115 ist 12,7 mm von der ersten Linie entfernt, die mit "6" markiert ist; die nächste Linie trägt die Markierung Il J Il

Der Kopf besteht aus Messing, wiegt 173 Gramm, ist bearbeitet und poliert.

Der in Fig. 8 gezeigte Schaft 111 besteht aus einem Stift 120 (Gewicht 5¹* Gramm) mit einer Mutter 121 (Gewicht 6 Gramm), der an einem Ende 122 ein Gewinde besitzt. Das andere Ende ist als Mutter 123 ausgebildet.

Die Vorrichtung wird so verwendet, daß sie mit der Spitze 112 in die Paste gehalten wird, wobei sich die Verbindungsstelle auf Oberflächeniveau der Paste befindet. Anschließend läßt man die Vorrichtung frei und liest diejenige Markierungslinie 118 nächst der Oberfläche der Paste ab, wenn die Vorrichtung zum Stillstand gekommen ist. Dieser Wert wird als Extrusions-Penetrometer-Penetrationswert angegeben.

Die Fließgrenze wird aus der Konsistenz unter Anwendung der Gleichung

Fließgrenze

berechnet, in der K eine Konstante, m die Masse des Konus in Gramm (173 Gramm), g die Erdbeschleunigung (98I cm.see ) und h die Eintauchtiefe des Konus in Zentimeter bedeuten. Die Konstante K ergibt sich zu I^ cos «^ cotg«* , wobei ⁰^ 12° beträgt.

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Bei Verwendung der vorgenannten Vorrichtung steht der Konsistenzwert zu der Fließgrenze in nachfolgend angegebener Beziehung.

Konsistenzwert . Fließgrenze (dyn.cm )

20 18400

19 20400

18 219OO

17 24000

16 26400

15 20400

14 33900

13 38OOO

12 . 42900

11 47500

10 52900

Beispiel 7

Es wird eine Paste hergestellt, die 90Ϊ graues Bleioxid und 1055 rotes Bleioxid zusammen mit 0,4 Gewichtsprozent Polyäthylenoxid und 220 ml Wasser/kg Feststoffe enthält. Diese Paste besitzt eine Dichte von 3,7** S /cm , einen Extrusions-Penetroneterwert von 15 und eine Fließgrenze von 30400 dyn.cm . Mit dieser Paste werden positive Platten mit 15 Röhrchen von jeweils 23 cm Länge gefüllt, nach dem Anbringen eines Bodenstabes 16 Stunden bei 83⁰C getrocknet und dann 6 Stunden in konzentrierte Schwefelsäure (Dichte 1,400) eingetaucht. Hierauf erfolgt die Anordnung in Akkumulatorgehäusen, jeweils 7 positive mit 7 negativen Standardplatten, und anschließend wird mit Schwefelsäure einer Dichte von l,l40 aufgefüllt, so daß die Platten bedeckt sind. Diese Anordnung wird dann 48 Stunden unter -Anwendung eines modifizierten Stromkreises mit konstanter Spannung aufgeladen, wobei der Anfangsstrom von 12 Ampere pro Zelle gegen Ende des AufladungsVorgangs auf 1,3 Ampere absinkt. Das spezifische Gewicht bei beendeter Aufladung beträgt 1,260 (25⁰C).

Das Gesamtgewicht der getrockneten sulfatierten positiven Platten in jedem Element bzw. Zelle beträgt 3000 Gramm.

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Beispiel 8

Es werden Vergleichselemente unter Verwendung von positiven geschüttelten Röhrchen-Standardplatten, hergestellt aus einem trockenen Gemisch aus granuliertem 50prozentigen grauen Bleioxid und 50prozentigem roten Bleioxid, in gleicher Weise wie die Elemente des Beispiels 7 hergestellt und geladen. Das Gesamtgewicht der getrockneten, sulfatierten positiven Platten in jedem Element beträgt 2880 Gramm,

Ein Vergleich zwischen den Elementen der Beispiele 7 und 8 hinsichtlich der Entladungsdauer in Stunden bei einer Entladungsstärke von 22 Ampere bis zu einer Spannung von 1,70 Volt ist in Tabelle II wiedergegeben.

Die Zahlen für Beispiel 7 stellen den Mittelwert aus den drei schlechtesten von 6 Elementen dar, und die Zahlen für Beispiel 8 stellen den Mittelwert aus drei Elementen dar.

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T a b e 1 1 e II

Entladungszahl 1 2 ^ Ji ir ^

. ^{5 6} , ^{7 8} 9 10

ο Beispiel to

5 ⁷ 3.91 ^27 *.»9 ,.6β „,82 ,.„ _{5)11 5)}„_{0 5j39 5>29}

^j Entladungs

4,49 4,52 4,₇4 4,₇₇ ^

^₉₉

temperatur (O„ 30 _{23 25 29 28} „ _2g ^ ^ ,

Beispiele 9 bis 20

Es werden mehrere Elemente, wie in Beispiel 7 beschrieben, unter Verwendung verschiedener Bleioxidmengen, Polyäthylenoxid und Wasser in den Platten hergestellt, wobei die Platten vor der Sulfa- · tierung getrocknet werden. Es handelt sich hierbei um die Beispiele 10, 15,·17 und 19. Weiterhin werden Elemente in sehr ähnlicher Weise hergestellt, wobei jedoch die Platten nach dem Füllen in feuchtem Zustand, mit feuchten Tüchern bedeckt, bis zu drei Tage vor den Eintauchen in die konzentrierte Schwefelsäure (pickling) gelagert werden. Es handelt sich hierbei um die Beispiele 9, I¹J, 16 und 18. ·

Weiterhin werden Elemente mit unterschiedlichen Mengen Bleioxid, auf identische Weise zu denen des Beispiels 8, hergestellt. Hierbei handelt es sich um die Beispiele 11, 12, 13 und 20.

In Tabelle III sind die Einzelheiten der Pastenzusammensetzungen, der Mengen an Bleioxid sowie die Entladungsdauer für die Beispiele 9 bis 20 zusammengestellt.

Die Bleioxidmengen in den positiven Platten und die Entladungsdauer stellen Mittelwerte aus drei Elementen für die Beispiele 9, 10, 14, 15, 16 und 17, aus sechs Elementen für die Beispiele 18 und 19 und aus zwei Elementen für die Beispiele 12, 13 und 20 dar.

Bei dem in den Beispielen 1 bis (5, 9, 10, I¹I und 15 verwendeten grauen Bleioxid handelt es sich um ein mit einer Kugelmühle gemahlenes Oxid, das eine solche Teilchengröße besitzt, daß 100 Gewichtsprozent einen Durchmesser von unter 53 μ besitzen und 50 Gewichtsprozent unter 10 μ liegen.

Bei dem in den Beispielen 16 bis 19 verwendeten grauen Bleioxid handelt es sich um ein mit einer Kugelmühle gemahlenes Oxid mit einer solchen Teilchengröße, daß 50 Gewichtsprozent eine Teil-

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-2ο-

chengröße von unter 53 u und 5 Gewichtsprozent eine Teilchengröße von unter 5 ρ besitzen. Bei dem in den Beispielen 11 bis 13 und 20 verwendeten "grauen Bleioxid" handelt es sich um ein Gemisch des in den Beispielen 1 bis 6 verwendeten grauen Bleioxids mit rotem Bleioxid und Schwefelsäure, das zu einem Granulat bzw. kleinen Körnchen mit sämtlich unter 0,85 mm Durchmesser, jedoch sämtlich über 0,15 nun Durchmesser, verarbeitet worden ist.

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Tabelle III

Bei- graues rotes Wasser, PEO positives Zustand

spiel Blei- Blei- ml/kg Oxid {%) Oxid pro vor dem

oxid oxid Element,· Beizen

in g ("pickling")

Entladung Nr

10

80 90

	9	1
O CQ	10	1
885/098	11 12 13	1 1 1
	14	1
	15	1
	16	9
	17	9
	18	9
	19	9
	20	1

2 2 1 1

1 1 1 1 1

165 165

165 165 159 159 165

0,3	1474
0,3	1488
-	1517
-	1468
-	1481
0,3	1422
0,3	1414
0,1	1486
0,1	1481
0,35	1447
-	1427
	1467

naß	1,3	5,3	6,3	5,1	—	5,1
trocken	1,3	5,5	6,1	5,3		5,3
trocken	3,55	5,25	5,75	5,5	-	5,1
trocken	1,0	5,5	5,5	5,1	5,0	-
trocken	3,5	5,25	5,25	5,0	-	-
naß	1,9	5,6	6,1	5,3	5,0	-
trocken	5,6	6,1	6,4	5,1	5,1	-
naß	3,2	1,85	5,3	5,2	-	-
trocken	2,7	1,5	4,8	5,0	-	-
naß	2,18	5,2	-	-	-	-
trocken trocken	3,26 3,7	4,75 5,35	-	-	-	ro co

Polyäthylenoxid

Bei Fig. 5 handelt es sich um die gleiche Anordnung wie in den Figuren 1 und 2, mit Ausnahme des Kolbenextruders 126, der durch einen Druckluftzylinder 12Ί hin- und herbewegt werden kann und mit umkehrbaren Druck-Einspeisungsleitungen 129, 130 ausgerüstet ist. Diese können durch geeignete Ventile und Zeitgeber (nicht dargestellt) gesteuert werden, die in die in Fig. ^ gezeigte Anordnung eingebaut werden können.

Die Anordnung der Figur 5 ist mit den zwei Halter-Düsen-Einrichtungen der Figur 1 bzw. Figur 2 dargestellt; gegebenenfalls könnte diese Anordnung jedoch durch eine einzige Düsenanordnung unter Verwendung der gleichen Filter- und Spritzkopfanordnung, wie in Fig. 3 dargestellt, oder durch irgend einen anderen geeigneten Spritzkopf, z.B. eine Breitschlitzdüse, ersetzt werden.

Selbstverständlich können in den Anordnungen der Figuren 1 und 2 auch andere Spritzköpfe vorgesehen sein, wobei auch Anordnungen mit einem einzigen oder mehr als zwei Spritzköpfen möglich sind.

Die Funktion der in Fig. 5 gezeigten Anordnung ist wie folgt:

Die Paste wird beim Trichter 18 aufgegeben, durch die Pumpe 15 vermischt und über die Leitung 23 umgewälzt, bis der Druckmesser 56 einen geeigneten Wert anzeigt. Der Kolben 12¹I wird dann eingefahren, um den Kolben im Extruder 126 zum hinteren Ende zu bringen, wo sich die Einlaßöffnung 125 befindet. Das Ventil 22 wird dann so eingestellt, daß die Paste von der Pumpe 15 zum Extruder 126 umgeleitet wird. Das Ventil 2k wird geschlossen gehalten. Das Ventil 22 wird solange in dieser Stellung gehalten, bis der Zylinder des Kolbenextruders 126 entweder mit einer Charge für eine einzige Platte oder mit mehreren Chargen gefüllt ist. Zur Überwachung wird ein Dosierventil 127 verwendet. Hierauf wird das Ventil 22 umgestellt, um ein Umwälzen der Paste über die Umwälzleitung 23 zu bewirken. Dann wird das Ventil 2k für den gewünschten Plattenhalter 10 oder 11 geöffnet,, und der

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Kolbenextruder 126 wird über den Kolben 12¹I solange betätigt, bis die Röhrchen, entweder durch Extrudieren der Paste für eine bestimmte Zeitdauer oder nach Maßgabe des Drucks, der von einem Druckmesser 128 angezeigt wird, der sich zwischen dem Kolbenextruder 126 und dem Ventil 2k befindet, oder nach Maßgabe einer vorgegebenen Anschlaglänge, gefüllt sind.

Der Kolben 12¹J wird dann angehalten₈ und das Ventil 2k umgestellt, so daß die Paste zu dem anderen Plattenhalter geführt wird, dessen Füllung in ähnlicher Weise erfolgt, während die gefüllte Platte in dem anderen Plattenhalter entfernt und durch eine leere Umhüllung ersetzt wird.

Dieser Ablauf wird solange fortgeführt, bis die Pastencharge in dem Extruder 126 verbraucht ist. Hierauf wird das Ventil 2*4 geschlossen, der Kolben des Extruders wird hinter die öffnung 125 zurückgefahren, und das Ventil 22 wird umgestellt, um die aus der Pumpe 15 austretende Paste umzuleiten und den Extruder 126 mit einer Über das Ventil 127 dosierten Menge zu füllen.

Die Anordnungen der Figuren 1 bis 3 und 5 sind unter Verwendung eines Zeitgebers beschrieben worden, der zur Steuerung des Pastenflusses verwendet wird. Selbstverständlich können statt dessen jedoch auch andere Einrichtungen verwendet werden, z.B. ein Detektor, der aufgrund der Druckänderung oder der Änderung der elektrischen Kapazität anzeigt, sobald die Röhrchen gefüllt sind, und durch Verstellen des Ventils in Umwälz-Stellung den Pastenfluß unterbricht.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

(Ij Verfahren zum Füllen von Röhrchenplatten für Akkumulatoren durch Extrudieren einer pastösen aktiven Masse in die Röhrchen einer Röhrchenplatte, wenn die Röhrchen auf den Ableiterstiften des stromleitenden Elements der Platte angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Vorrat der pastösen Masse während des Extrudierens kontinuierlich vermischt und einen kleineren Anteil des Pastenvorrats von diesem kontinuierlich vermischten Vorrat in jede Röhrchenplatte extrudiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Paste durch Düsen extrudiert, und die Paste intermittierend zu den Düsen pumpt und hierdurch extrudiertj und in den Unterbrechungen beim Extrudieren die Paste umwälzt, wodurch eine kontinuierliche Bewegung der Paste gewährleistet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Vorrat der pastösen Masse iⁿ einer Pumpe vermischt, die eine gleichmäßige Abgabe gewährleistet, und die Paste in den Unterbrechungen beim Extrudieren in eine Röhrchenplatte von dem Auslaß der Pumpe zu ihrem Einlaß über eine Umwälzleitung umwälzt, die mit dem Pumpenauslaß verbunden ist und einen mit dem Pumpeneinlaß verbundenen Einfülltrichter speist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Menge des Pastenvorrats auf einem solchen Niveau hält, daß das Gewichtsverhältnis von kontinuierlich vermischtem Pastenvorrat zu dem Einzelextrudiergewicht, d.h. der Pastenmenge, die in jede Röhrchenplatte extrudiert wird, im Bereich von 200 : 1 bis 25 : 1 liegt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Paste aus einer Pumpe in eine Röhrchenplatte extrudiert, nach Füllung der Platte die

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Paste kontinuierlich von dem Pumpenauslaß zum Pumpeneinlaß umwälzt und dann in eine andere Röhrchenplatte extrudiert.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Pastencharge, die ein ganz zahliges Vielfaches (oder Vielfaches von 10) der Einzelextrudiergewichte umfaßt, von der Pumpe in einen Druckextruder dosiert und dann den Ausstoß von der Pumpe zu ihrem Einlaß umwälzt, und hierauf eine oder mehrere Röhrchenplatten, deren Anzahl der Anzahl der einzelnen Extrudiergewichte entspricht, die in den Druckextruder eingespeist worden sind, aus dem Extruder füllt, sowie den Druckextruder mit einer weiteren Pastencharge von der Pumpe speist, wobei die .Charge wiederum ein ganz zahliges Vielfaches (oder Vielfaches von 10) der Einzelextrudiergewichte ausmacht.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Röhrchenplatten während des Füllvorgangs durch einen Plattenhalter hält, der einen inneren Hohlraum von gleicher Gestalt wie die äußere Gestalt der Platten nach dem Füllen besitzt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenhalter aus zwei Teilen bestehen, die den Zugang zu dem Hohlraum ermöglichen, und während des Füllens der Platte unter Druck zusammengehalten werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man zwei oder mehr solcher Plattenträger vorsieht, und das Verfahren das Extrudieren der Paste in eine Platte, die von einem ersten Plattenhalter gehalten wird, die Beendigung des Extrudierens der Paste nach einem bestimmten Zeitraum oder wenn die Platte gefüllt sein sollte, das Umleiten des Ausstoßes von der Pumpe oder des kontinuierlich gemischten Pastenvorrats zu dem Pumpeneinlaß, das Umleiten des Ausstoßes von der Pumpe zu einem zweiten Plattenhalter, der eine leere, füllungsbereite Platte enthält, das Beendigen des Extrudierens nach einer be-

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stimmten Zeit oder wenn die Platte gefüllt sein sollte, das Umleiten des Ausstoßes von der Pumpe oder des kontinuierlich gemischten Pastenvorrats zu dem Pumpeneinlaß und das Umleiten des Ausstoßes von der Pumpe zu dem ersten Plattenhalter oder einen dritten Plattenhalter,der nach dem öffnen, Entnehmen der gefüllten Platte und Einlegen einer neuen Platte wieder geschlossen worden ist, in dem Zeitraum, seitdem das Extrudieren in den ersten oder dritten Plattenhalter zuletzt beendet worden ist, umfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die Plattenhalter durch Bügel verschließt, die Plattenhalter vor den Extrudieren an die Extrudierdüsen anschließt, jeweils eine Düse für jedes Röhrchen, später die Plattenhalter von den Düsen abhängt, und die Plattenhalter durch Entspannen der Bügel öffnet.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man als pastöse aktive Masse eine extrudierbare ,Bleioxid enthaltende aktive Masse verwendet, die mindestens ein Bleioxid in feinteiliger Form, einen flüssigen Trägerstpff und.einen polymeren Stoff enthält, der in dem flüssigen Trägerstoff löslich ist und eine Verdickung der Masse bewirkt.·

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Paste mit einer Dichte von nicht über ^ S /cm³ und einem Extrusions-Penetrometer-Penetrationswert von mindestens 10 verwendet .

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Paste verwendet, die Bleioxid, 0,2 bis 0,6 Gewichtsprozent, bezogen auf Gesamtfeststoffe, Polyäthylenoxid mit einem Molekulargewicht von 2 χ 10 bis 5 x 10 , sowie mindestens I65 ml V/asser pro Kilogramm Feststoffe enthält, und die Paste eine Dichte von 3,5 bis k,0 ε /cnr beeitzt.

I¹I. Vorrichtung zum Füllen von Röhrchenplatten für Akkumulatoren, gekennzeichnet durch mindestens eine Einrichtung (10, 11) zur

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Halterung der Röhrchen einer Platte, die auf ihren Ableiterstiften angeordnet sind, eine Pumpe (15), eine Einlaßkammer für die Pumpe, die zur Aufnahme eines Vorrats von pastöser aktiver Masse dient, sowie Einrichtungen (22, 23)» die mit dem Auslaß der Pumpe, zum selektiven Transport der Paste vom Pumpenauslaß zum Pumpeneinlaß oder Transport der Paste zu mindestens einem Spritzkopf (20, 21), der so ausgelegt ist, daß er Paste in die Röhrchen einer Platte extrudiert, die in bzw. auf der Halteeinrichtung (10, 11) angeordnet ist, verbunden sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch I¹J, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spritzkopf (20, 21) mit einer Anzahl von Zuführungen (26) versehen ist, die jeweils ein Einlaßende, das mit einer von mehreren öffnungen verbunden ist, die im wesentlichen gleichmäßig um die Achse des Spritzkopfs verteilt sind und von dort mit Paste gespeist werden, und ein Auslaßende besitzen, das mit einer von mehreren Extrudierdüsen (150) verbunden ist, die in einer geraden Reihe angeordnet sinda wobei jeweils eine Düse einem Röhrchen der Platte zugeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Größen der Düsen (150) so abgestuft sind, daß diejenigen, die mit von der Achse des Spritzkopfs (20, 21) abliegenden öffnungen in Berührung stehen» größer sind als diejenigen, die mit näher bei der Achse liegenden öffnungen in Berührung stehen, wodurch die durch jede Düse austretende Pastenmenge im wesentlichen die gleiche ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen, die mit dem Umwälz-Auslaß bzw. Auslaß für die Pumpe in Berührung stehen, Ventileinrichtungen (22), nachfolgend als Umwäleventil bezeichnet, sowie eine Leitung (23), nachfolgend als Umwälzleitung bezeichnet, enthalten, die so angeordnet sind, daß die Paste durch die Ventileinrichtungen über die Leitung (23) zu der Einlaßkammer der Pumpe (15) zurückgeleitet wird.

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18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (10, 11) für die Halterung der Röhrchen einen starren Halter besitzen, der einen Hohlraum der gewünschten Gestalt für die Anordnung der gefüllten Röhrchen bildet und zur Aufnahme der Röhrchen dient.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß" die Einrichtungen (10, 11) zur Halterung der Röhrchen eine obere und untere Platte sowie hydraulische Bügelbzw. Klemmeinrichtungen (37a, b; 38a, b; 39a, b; 40a, b;) zum Zusammenhalten der Platten besitzen.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (10, 11) zur Halterung der Röhrchen, mit den hiermit verbundenen Klammern (37a, b; 38a, bj 39a, b; 40a, b;), sofern vorgesehen, unter Verwendung eines Antriebs (5D montiert sind, um eine Hin- und Herbewegung, d.h. eine dichte Verbindung mit den zugeordneten Spritzköpfen

(20, 21) sov/ie ein Lösen hiervon, zu gewährleisten.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß Piltereinrichtungen (62, 63) in den Zuführungsleitungen zu dem Spritzkopf (20, 21) vorgesehen sind.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Umwälzventil (22) mit einem Wechsel-Umschaltventil (24) in Berührung steht, das so angeordnet ist, daß die Pumpe (15) mit dem einem oder anderen Spritzkopf (20 oder 21) eines Spritzkopfpaars (20, 21) und den hiermit verbundenen Halteeinrichtungen (10, 11) verbunden ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Umwälzventil (22) mit der Einlaßöffnung (125) eines Druckextruders (126) in Verbindung steht, dessen Auslaß mindestens einen Spritzkopf (20, 21) speist.

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2k. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Umwälzventil (22) mit dem Druckextruder (126) über eine Dosiereinrichtung (127) in Verbindung steht.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß des Druckextruders (126) mit einem Wechsel-Umsehaltventil (24) in Verbindung steht, das so angeordnet ist, daß die Pumpe (15) selektiv mit dem einen oder anderen Spritzkopf (20 oder 21) eines Spritzkopfpaars (20, 21) und .den hiermit verbundenen !ladeeinrichtungen (10, 11) verbunden ist.

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