DE313342C - - Google Patents

Description

Um bei der Fabrikation von Trockenelementen ein gutes und gleichmäßiges Fabrikat ■ zu erzielen, müssen die einzelnen Elemente einer bestimmten Gattung gleiche E. M. K., inneren Widerstand und Kapazität besitzen. Während nun die E . M. K. und Kapazität hauptsächlich von der Konstruktion und den Abmessungen des Elementes, ferner von der Güte der Rohmaterialien, d. h. ihrem Gehalt

ίο an wirksamen Stoffen und ihrer chemischen Reinheit abhängen, alles Punkte, die von vornherein festliegen und durch die mehr oder minder sorgfältige Fabrikation nicht wesentlich zu ändern sind, hat diese großen Einfluß auf den inneren Widerstand des Elementes. Da von diesem wiederum die nutzbar abzu-

- gebende Arbeit des Elementes, in Wattstunden ausgedrückt, abhängt, so ist aller Anlaß vorhanden, bei der Fabrikation dahin zu wirken, daß der innere Widerstand einmal im Interesse der Güte des Fabrikates möglichst gering, dann im Interesse der Gleichmäßigkeit bei allen Elementen gleiqh ausfällt.

Das ist von ganz besonderer Bedeutung bei den Taschenlampenbatterien, die aus mehreren in Reihe geschalteten Trockenelementen bestehen, denn hier genügt ein einziges schlechtes Element, um die ganze Batterie unbrauchbar öder minderwertig zu machen.

Führt man daher die Prüfung erst an der fertigen oder nahezu fertigen Batterie aus, so bewirkt das Vorhandensein eines mangelhaften Elementes den Verlust der ganzen Batterie, zum mindesten aber, daß außer dem mangelhaften Elemente nach andere wertvolle Batteriebestandteile und Materialien sowie die für den Zusammenbau der Batterie aufgewandten Arbeitslöhne in Verlust geraten.

Aber auch dann, wenn man die Messung des inneren Widerstandes an dem fertigen EIemente ausführt, möge es sich um größere Trockenelemente für Telephonzwecke, Weckeranlagen u. dgl. oder um. Einzelelemente von Taschenlampenbatterien handeln, so hat man, falls sich' ein zu hoher innerer Widerstand ergibt, wenn nicht mit dem Verlust des ganzen Elementes, so doch mit der Mehrzahl seiner Einzelteile und der für den Zusammenbau aufgewandten Löhne zu rechnen. Um diese Verluste auf ein Mindestmaß zurückzu_T führen und damit gleichzeitig ein .gutes gleichmäßiges Fabrikat zu erhalten, geht das den Gegenstand dieses Patentes bildende Verfahren noch einen, und zwar einen entscheidenden Schritt weiter, indem es die Vorprüfung bereits an dem den inneren Widerstand entscheidend beeinflußenden Teil des Elementes, dem positiven Polkörper, vornimmt.

Durch den Fabrikationsgang und die übliche Kontrolle sind der Zinkbecher und die Elektrolytflüsisigkeit dauernd in praktisch gleicher Beschaffenheit herzustellen. Wesentlich anders verhält es sich dagegen mit dem positiven Polkörper, der bei dem Trockenelement aus einem Kohlenstab und der ihn umgebenden Depolarisationsmasse besteht. Letztere, die sogenannte Puppe, wird im wesentlichen aus einem mäßig angefeuchteten Gemisch aus

Braunstein und Graphit auf besonderen Pressen hergestellt. Theorie und Erfahrung lehren nun übereinstimmend, daß der innere Widerstand und die gleich diesem die Leistung des ^ ganzen Elementes entscheidend beeinflußende depolarisierende Kraft von der Güte dieser Puppe in der Hauptsache abhängen. Es kommt hierbei im wesentlichen darauf an, daß einmal in der Puppe die wirksamen Stoffe, Braunstein und Graphit, in der richtigen Verteilung, Mischung vorhanden sind, ferner daß die Puppe die nötige Feuchtigkeit enthält und vor allen Dingen, daß sie fest genug gepreßt ist. Denn der Widerstand dieser feinpulvrigen Materialien, Graphit und Braunstein, kann nur durch starke Pressung" auf das erforderliche Mindestmaß gebracht werden. Statt nun wie bisher das Element fertigzustellen und es dann erst irgendwie elektrisch auf die nötige E. M. K. und den inneren Widerstand, zu prüfen, wird die gewickelte Puppe nach dem vorliegenden Verfahren erst durch Gegenüberstellung oder Einsetzen in' eine Prüfelektrode aus Zink, Eisen, Kadmium oder einem anderen geeigneten Metall mit vollkommen flüssigem Elektrolyt elektrisch gemessen. Für diese Prüfelektrode kann man einmal den endgültig zu verwendenden Zinkbecher benutzen, indem man ihn mit einer geeigneten Elektrolytflüssigkeit, z. B. einer Salmiaklösung, in Höhe der Puppe füllt. Zweckmäßig benutzt man hierzu aber besondere Meßgefäße oder Meßgitter aus Zink, die für die Aufnahme einer großen Zahl von Puppen bestimmt sind und mit Elektrolyt in bestimmter gleicher Höhe gefüllt sind. Diese Meßgefäße oder Gitter brauchen für die einzelnen Puppen durchaus nicht die gleiche Form und Oberfläche wie der endgültig zu verwendende Zinkbecher zu besitzen. Es genügt sogar ein reihenweises Einbauen der gewickelten Puppen in mit Elektrolytflüssigkeit .gefüllte Gefäße unter Zwischenlage von Zinkblechstreifen von annähernd gleicher Höhe der Puppen. Wesentlich ist nur, daß durch die Anordnung der Puppen in den Meßgefäßen oder Gittern die Messung jeder einzelnen Puppe der sie umgebenden Zinkelektrode oder Elektroden gegenüber unter vollständig glei· clien Bedingungen geschieht.

Zweckmäßig benutzt man besondere Meßgitter, die eine bestimmte Zahl Hohlräume von quadratischem oder rundem Querschnitt bilden, in die die einzelnen Puppen dann eingesetzt , werden. Das Meßgitter verbindet man mit dem 'einen Pol eines Gleichstromvoltmeters für etwa 2 Volt, das mit den Enden eines bestimmten Widerstandes, z. B. 5 Ohm, fest verbunden ist, während der andere Pol des Voltmeters durch eine biegsame Leitung mit einem etwa ähnlich einem Bleistift gestalteten Prüfstift verbunden ist. Setzt man nun die leitende Spitze dieses Stiftes der' Reihe nach auf die Kohlenstäbe bzw. Kohlenkappen der Puppen auf, so wird das aus der Puppe, dem Elektrolyten und dem Meßgefäß gebildete Element über 5'Ohm geschlossen, und das Voltmeter zeigt sofort die Klemm- oder Arbeitsispannung dieses Elementes an. Die Höhe dieser Arbeitsspannuhg ist nun ein direktes Maß für den inneren Widerstand des Elementes; und den vorstehenden Ausführungen zufolge im wesentlichen durch die Güte der Puppe bedingt. Z\vecks noch genauerer Messung müßte man zwar, und kann dies auch ⁷^ durch Anbringung eines Unterbrechers zwischen dem einen Ende des 5 Ohm-Widerstandes und der entsprechenden Voltmeterklemme tun, nicht allein die Arbeitsspannung, sondern auch den Spannungsabfall, den das Element offen und mit 5 Ohm belastet, erfährt, messen. Da indessen bei einigermaßen geordneter Fabrikation die E. M. K. der unbelasteten Elemente praktisch vollständig gleich ist, so genügt die Messung der Arbeitsspannung in der· vorbeschriebenen Weise durch augenblicklichen Schluß des Elementes über 5 Ohm und gleichzeitige Messung der Klemmspannung.

Der Wert 5 Ohm stellt, wie bemerkt, nur ein Beispiel dar, und man kann den Widerstand auch den Anforderungen entsprechend, die an das Element gestellt werden, auf einen kleineren wie größeren Betrag ändern. In jedem Falle bildet die so festgestellte Arbeitsspannung der betreffenden Puppe einen direkten Prüfstein ihrer Güte.

Es werden nun nur diejenigen Puppen, deren Arbeitsspannung einen gewissen Betrag nicht unterschreitet, z. B. bei Taschenlampenbatterien, die über .15 Ohm gemessen keinen größeren Spannungsabfall als 0,6 Volt haben sollen, 1,35 Volt, weiter verarbeitet, die anderen dagegen als mangelhaft ausgeschieden. Hier ist es nun von besonderem Wert, daß auch die bei der ersten¹ Messung als mangelhaft erkannten Puppen nicht unbedingt unbrauchbar sein müssen.. Die Erfahrung zeigt vielmehr, daß ein nicht unwesentlicher Teil dieser mangelhaften Puppen noch durch längeres Belassen in den Elektrolyten des Meßgitters an Güte zunimmt, so daß bei einigermaßen ordnungsmäßiger Fabrikation nur ein geringer Teil der Puppen als nicht verwendbar ausscheidet.

Die Prüfung der Puppen auf diesem Wege beschränkt sich indessen nicht allein auf mangelhafte Ausführung der Puppen selbst, vielmehr lassen sich auf diesem, Wege auch einwandfrei gebrochene Kohlenstifte feststellen. Denn mag die Puppe auch noch so gut und fest hergestellt sein, zerbricht der Kohlensitift

beim Einsetzen in die Puppe, was hin und wieder vorkommt, so bedingt dies,er Bruch ebenfalls, einen zu hohen Widerstand¹ des Elementes, der gegebenenfalls eine ganze Batte-

■ 5 rie unbrauchbar macht.

Die als mangelhaft erkannten Kohlenpuppen sind nun aber keineswegs wertlos, es lassen sich vielmehr aus ihnen fast sämtliche Rohmaterialien wieder gewinnen, .d. h. nach

ίο Auseinandernehmen weiter benutzen.

Die durch die Prüfung als einwandfrei er-

_ kannten Puppen werden in üblicher Weise zu den fertigen Elementen weiter verarbeitet.

Man hat jetzt die Gewähr, falls keine weiteren Versehen in der Fabrikation mehr gemacht werden, daß das Element, bei Taschenlampenbatterien die Batterie, den Mindestanforderungen entsprechen muß, da ja\die Puppe, der wesentlichste Teil «des Elementes, schon daraufhin geprüft ist.

Auf diese Weise vermindert man einmal den Ausschuß, indem die mangelhaften Puppen sofort nach ihrer Herstellung als solche erkannt und von der weiteren Verarbeitung

25. ausgeschlossen werden, wodurch weitere Verluste an anderen Materialien und Löhnen erspar,t werden. Man erzielt weiterhin ein tadellos gleichmäßiges Fabrikat, indem die Puppe, der praktisch für die Güte des EIementes ausschlaggebende Teil des Elementes, in dem frühesten möglichen Fabrikationsstadium auf die betreffende Mindestleistung hin geprüft ist.

Claims (2)

Patent- Ansprüche:

1. Verfahren zur Prüfung von Trockenelementen während der Fabrikation, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich die positive.n Polkörper, die sogenannten Puppen, sofort nach dem Pressen und Bewickeln und vor dem weiteren Bearbeiten in einer leitenden Flüssigkeit gegenüber einer Lösungselektrode auf ihre Arbeitsspannung bzw. ihren Spannungsabfall über einen bestimmten Widerstand geprüft werden, um· dadurch -Fabrikationsfehler und die Länge der notwendigen Tränkungsdauer feststellen zu können.

2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Puppen in besonderen Meßgittern in für jede Puppe bestimmte Einzelbehälter oder reihenweise in gemeinsame Gefäße, in denen die einzelnen Puppenreihen durch Zinkstreifen voneinander getrennt sind, eingesetzt und durch Anlegen eines mit einem bestimmten Widerstand kurzgeschlossenen Voltmeters an Zink- und Kohlepol auf ihre Arbeitsspannung bzw. ihren Spannungsabfall geprüft werden.