DE3140211A1

DE3140211A1 - Platte fuer bleiakkumulatoren und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE3140211A1
Application number: DE19813140211
Authority: DE
Inventors: Tuneo Nabari Fizishiro; Naozi Nabari Hamamuro; Shinichi Kumagaya Ikari; Toshiaki Osaka Shima
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1980-10-13
Filing date: 1981-10-09
Publication date: 1982-05-13
Also published as: GB2088120B; DE3140211C2; JPS5767283A; FR2492172B1; FR2492172A1; US4499929A; GB2088120A

Description

Datum 06.10.1981 Mein Zeichen: 14o/oo3

Shin-Kobe Lllectric Machinery Co., LW. Tokyo Japan

Platte für Bleiakkumulatoren und Verfahren zu deren Ilersl cllunq

	• * · · β m *	* n	3140211
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	<~7 Datum	: 06.10	.1981
	" Mein	Zeichen	: 14o/oo3
Dipl. Phys. H. Seide; Patentanwältin
I Stadtplatz 27
Tel. 08638/2333
8264 Waldkraiburg

Shin-Kobe Electric Machinery Co., Ltd.
Tokyo, Japan

Platte für Bleiakkumulatoren und Verfahren
zu deren Herstellung

Man kennt grundsätzlich zwei Plattentypen, die für
Bleiakkumulatoren Verwendung finden, nämlich Platten, die aus Pasten gebildet sind und Platten, die mit einer Schicht überzogen sind.

Die aus Pasten gebildete Platte liegt zwischen einander benachbarten Glasfasermatten und einem isolierten Trennglied, wobei ein geringer Druck auf eine Plattengruppe ausgeübt wird. Wenn auch derartige Platten
leicht und billig hergestellt werden können, haben
sie doch den Nachteil einer relativ geringen Lebensdauer. Dies hat den Grund darin, daß aktives Material

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einer positiven Platte aus dem Plattengitter herausfällt, wenn der Akkumulator wiederholt aufgeladen und entladen wird. Dies führt dann dazu, daß die einander benachbarten Platten elektrisch kurzgeschlossen werden.

Die durch Plattieren gebildeten Platten haben demgegenüber zwar eine längere Lebensdauer, aber ihre Herstellung ist so umständlich, daß die Kosten für die Herstellung beträchtlich höher liegen und diese daher unwirtschaftlich sind. Die Kostenerhöhung hat ihren Grund vor allem darin, daß es erforderlich ist, verschiedene Verfahrerisstufen zu durchlaufen, wobei zunächst ein Plattierrohr auszubilden und dieses dann mit dem aktiven Material zu füllen ist.

Es ist bereits eine Platte für Bleiakkumulatoren bekannt geworden, die die gemeinsamen Vorteile der aus einer Paste gebildeten Platte und einer plattierten Platte aufweist (US-PS 4,o55,711). Diese bekannte Platte ist gebildet aus einer Gitterplatte aus Blei oder aus einer Bleilegierung, die mit pastenförmigem, aktivem Material gefüllt und auf ihren beiden Seitenflächen mit einem Halterpaar aus porösem Isoliermaterial versehen ist. Diese porösen Halter weisen eine Mehrzahl längsverlaufender Rippen auf, die aneinander-

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stoßen oder mit quer verlaufenden Gliedern der Gitterplatte verbunden sind. Es sind mühsame Arbeitsgänge erforderlich, um die längsverlaufenden Rippen mit den Haltern zu verbinden und sie aneinander zu fügen oder sie mit der Gitterplatte zu vereinigen. Hierdurch wird der Nutzeffekt der Arbeitsweise verringert und außerdem eine automatisierte Herstellung unmöglich gemacht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht' nun darin, ein Verfahren anzugeben, nach dem die Platten für einen Bleiakkumulator hergestellt werden können, ohne schwierige und umständliche Verfahrensstufen durchlaufen zu müssen. Die Platten sollen vorzugsweise eine höhere Lebensdauer als bisher aufweisen und das Verfahren soll dazu geeignet sein automatisiert zu werden. Ferner soll eine Platte für einen Bleiakkumulator geschaffen werden, deren Haltbarkeit vergrößert ist und deren Herstellung automatisiert werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren zur Herstellung einer Platte für einen Bleiakkumulator erreicht, bei dem 1. eint» Cittt?rplatte aus lilei oder einer Bleilegierung gegossen wird, 2. ein Rahmen aus einem säurebeständigen Kunststoffmaterial gegossen

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wird, der dia Gitterplatten umgeben soll, 3. die Gitterplatte in den.Rahmen eingesetzt wird, um eine Plattenbasis zu bilden, 4. eine Paste aus Bleioxyd hergestellt wird, wolcho als aktives Material dienen soll, 5. die Paste auf beide Seiten der Plattenbasis eingefüllt wird, 6. die in der Plattenbasis befindliche Paste angetrocknet wird, 7. die mit Paste gefüllte Plattenbasis mit einer säurebeständigen Fasermatte bedeckt wird und 8. die Fasermatte am Rahmen der Plattonbasis mittels eines Thermoklebeverfahrens befestigt wird, wodurch die Plattenherstellung beendet ist.

Die Gegenstand der Erfindung bildende Platte für einen Bleiakkumulator ist gekennzeichnet durch eine Plattenbasis, gebildet aus einer Gitterplatte aus Blei oder einer Bleilegierung, die von einem Rahmen aus säurebeständigem Kunststoffmaterial umgeben, mit einem aktiven Material gefüllt und mit einer säurebeständigen Fasermatte bedeckt ist, die ihrerseits in dem Plattenrahmen befestigt ist.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung. Hierin zeigen:

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Fig. 1 eine schematische Darstellung

einer Vorrichtung zur Durchführung des crf: indungsgemäßen V(^rfahrens,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Gitterplattengießmaschine, wie sie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird ,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Pastenfüllmaschine,

Fig. 4 eine Seitonansicht einer Maschine für die Zuführung einer Glasfafsermatte,

Fig. 5A eine schematische Darstellung eines

Teiles einer Maschine zur Befestigung der Matten in Seitenansicht,-

Fig. 5B einen anderen Teil der Mattenklebe-

vorrichtung in Vorderansicht,

Fig. 6A-6H aufeinanderfolgende Stufen bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Platte in perspektivischer Darstellung,

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung Io gezeigt, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, und eine Maschine 12 für die Zuführung der Platten·^

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basis, eine Pastenknetmaschine 14 und eine Pastenfüllmaschine 16 umfaßt.

Die Zuführungsmaschine 12 der Plattenbasis hat die Aufgäbe,der Pastenfüllmaschine 16 nacheinander einzelne Plattenbasen 22 gemäß Fig. 6C zuzuführen. Diese Plattenbasen 22 sind gebildet aus Gitterplatten 18 aus Blei oder einer Bleilegierung (Fig. 6A), die in Rahmen 2o (Fig. 6B) aus einem säurebeständigen Kunststoff material eingesetzt wurden. Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, können die Gitterplatten 18 aus Blei oder einer Bleilegierung mittels einer Druckspritzgußmaschine 24 hergestellt werden. Bei dieser Druckspritzgußmaschine 24 wird ein unter Druck stehendes Gas, beispielsweise ein inertes Gas, in ein Bad 28 des geschmolzenen Metalls 26, nämlich Blei oder eine Bleilegierung, durch einen Einlaß 2ßa eingeleitet. Das geschmolzene Metall 26 wird durch eine Leitung 3o in eine Gußform 32 gepreßt, um die Gitterplatten 18 zu formen. Da auf diese Weise gebildete Gitterplatten 18 kein Bleioxyd enthalten und außerdem unter Druck ausgeformt werden, haben sie einen sehr feinen Aufbau, so daß sie verbesserte Antikorrosionseigenschaften aufweisen. In dem gezeigten Ausbildungsbeispiel weist jede dieser Gitterplatten 18 längsverlaufende Schlitze 18a auf, die in seitlichen Abständen voneinander angeordnet sind. Die Gitterplatte 18 weirt ferner ein Ohr 19 auf, welches

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mit der Stromzuführung des Akkumulators verbunden werden soll.

Die Kunststoffrahmen 2o können mittels einer Spritzgußmaschine hergestellt werden. Jeder Rahmen weist eine Wand 2oa auf, die den Rand der Gitterplatte umgeben soll und ferner längsverlaufende Glieder 2ob, die mit den Schlitzen 18a der nitterplatten IB korrespondieren. Wie aus Fig. 6C zu erkennen ist, ist die Stärke der längsverlaufenden Glieder 2ob an deren beiden Enden verringertem Rillen 2oc zu schaffen, in die Ränder 18b des Rahmens 18 eingesetzt werden sollen..

Wie in Fig. 6C gezeigt, wird die Gitterplatte 18 in den Kunststoffrahmen 2o mit nicht dargestellten Vorrichtungen eingefügt, um die Plattenbasis 22 zu erhalten. Dabei kann die Gitterplatte IB in den Kunststoffrahmen

20 eingesetzt werden, während der Kunststoffrahmen 2o mittels einer nicht dargestellten Transportvorrichtung zugeführt wird. Der Kunststoffrahmen 2o weist ein Ohr

21 auf, in welches das Ohr 19 der Gitterplatte 18 einzufügen ist. Sobald das Ohr 19 der Gitterplatte 18 in das Ohr 21 des Rahmens 2o gelangt, hält ein Halteglied 21a das Ohr 19 in dem Ohr 21 des Kunststoffrahmens 2o fest. Das stirnseitige Ende, des Ohres 19 ragt aus dem Ohr 21 des Kunststoffrahmens 21 heraus.

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Wie in Fig. 1 gezeigt, wird in der Pastenknetmaschine 14 durch Kneten von Bleipulver mit einer Knetlösung, beispielsweise Schwefelsäure und Wasser, eine Paste erzeugt. Das Bleipulver wird über eine Fördervorrichtung 26 aus einem Vorratsbehälter für Bleipulver 24 an die Pastenknetmaschine 14 geliefert. Die Knetlösung wird aus Vorratsbehältern 28 und 28' zugeführt. Die auf diese Weise erzeugte Paste gelangt in zwei Trichter 3o und 3e' der Pastenfüllmaschine 16.

Die Plattenbasis 22 wird von der Zuführungsmaschine 12

auf ein Förderband 32 der Pastenfüllmaschine 16 gebracht wie aus Fig. 3 zu ersehen ist. Die in dem Trichter 3o befindliche Paste 31a wird als Schicht 31a auf dem Förderband 32 ausgebreitet und die Plattenbasis 22 anschließend auf diese Schicht 31a aufgelegt. Führungsrollen 34 pressen die Plattenbasis 22 so, daß die Pastenschicht 31a in den Boden der Plattenbasis 22 gedrückt wird, während diese mit dem Förderband 32 an den nächsten Trichter 3o' befördert wird. Eine Paste 31b in dem Trichter 3o' wird ebenfalls in Form einer Schicht 31b in die Plattenbasis 22, und zwar von ihrer Oberseite her, hineingedrückt. Fig. 6D zeigt die Plattenbasis 22, die auf die beschriebene Weise mit der Paste 31 gefüllt wurde.

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Am Ausgang der Pastenfüllmaschine 16 befinden sich Quetschwalzen 36, die dafür sorgen, daß die Paste 31 in der Plattenbasis 22 die gleiche Dicke wie der Kunststoffrahmen 2o hat. Stromabwärts von den Quetschwalzen 36 gesehen, ist eine Sprühvorrichtung 38 vorgesehen, an der eine etwa 1 normalige verdünnte Schwefelsäure auf die Pia ttenoberf leiche gesprüht wird um auf der Oberfläche des aktiven Materials Bleisulfat zu erzeugen.

Die mit Paste gefüllte PlatteriLasis 22 gelangt in eine Trockenvorrichtung 4o. Würde die Paste in der Plattenbasis in der Trockenvorrichtung 4o vollständig getrocknet, dann könnte sich der Kunststoffrahmen 2o deformieren und das aktive Material Risse bilden. Um dies zu vermeiden, wird die Paste nur teilweise getrocknet, vorzugsweise bis ungefär 5o% des Wassers verdampft sind Nicht dargestellt ist ein Kratzer, der vorzugsweise stromabwärts von der Trockenvorrichtung 4o angeordnet

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ist, und derfäur den unteren und oberen Oberflächen

des Kunststoffrahmens 2o befindliche Paste abschabt.

Die Plattenbasis 22 mit der auf die genannte Weise

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getrockner Paste , wird dann in eine Maschine 42 weitergeleitet, in der die Matte aufgebracht wird. Wi ο in Fig. 4 gezeigt, v/ird o'..·· Matte 44a in Handlorm von

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einer Vorratsrolle 44 über Führungsrollen 46 in die Mattenzuführungsmaschine 4 2 geliefert und dann um die Plattenbasis 22 derart herumgelegt, daß diese vollständig von der Flatte 44a bedeckt ist. Mit Hilfe eines nicht dargestellten Schneidwerkzeuges wird dann das Band 44a abgeschnitten. Fig. 6E zeigt die mit einer riatte 45 bedeckte Plattenbasis 22. Das Mattenmaterial kann aus einer säurebeständigen Faser gewebt oder ein Faservlies sein, und bespielsweise aus Glasfaser bestehen.

Die Plattenbasis 22, die mit der Matte 45 überzogen ist, wird dann einer Mattenklebevorrichtung 48 zugeführt. Wie nun der Fig. 5A und 6F zu erkennen ist, wird in der Mattenklebevorrichtung 48, v/ährend die Plattenbasis 22 zwischen oberen und unteren Heizwalzenpaaren 5o und 5o' hindurchläuft, die in Abständen voneinander in der Bewegungsrichtung der Plattenbasis 22 angeordnet sind, die Matte thermisch mit dem Kunststoffrahmen 2o längs der Seitenränder und auch längs der in Längsrichtung verlaufenden Glieder 2ob verklebt. Wie in den Fig. 5B und 6G zu erkennen ist, wird die Plattenbasis 22 zwischen ein Paar obere und untere Heizformen 52 und 52' gelegt, um die Matte 45 an dem Kunststoffrahmen 2o längs seiner oberen und unteren Ränder thermisch zu verkleben. Fig. 6H zeigt

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eine Platte 54, die auf die beschriebene Weise hergestellt wurde. In dieser Fig. sind "die thermisch verklebten längsverlaufenden Teile 54a und die thermsich verklebten querverlaufenden Teile mit dem Bezugszeichen 54b gekennzeichnet. Die thermisch verklebten Teile 54a und 54b sind mittels eines längsverlaufenden Klebeabschnittes 4Ra, bzw. eines querverlaufenden Klebeabschnittes 4 8b der Mattenklebevorrichtung 48 erzeugt worden. Der Abstand zwischen den oberen und unteren Ileizwalzen 5o und 5o' kann vorzugsweise zum Ausgang der Mattenklebcvorrichtung 48 geringer werden, da die Klebekraft der Matte 45 dadurch verbessert wird. Die Ileizwalzen können alternativ auf der oberen, bzw. der unteren Seite und entsprechende Kühlwalzen aus Gummi jeweils auf den gegenüberliegenden Seiten angeordnet sein.

Die auf die beschriebene! Weise, hergc stell to Platte ^r)4 wird einem Stapelgerät 56 zugeführt, in dem ein Boden jedesmal beim Zuführen einer Platte 54 um einen Abstand, der der Plattendicke entspricht,nach unten verschoben wird, damit eine Mehrzahl von Platten 54 auf dem Stapelgerät 56 aufgestapelt werden kann.

Wie in Fig. 1 gezeigt, können viele Platten 54 kontinuierlich ßrsiüuqt. Wt>t'¹f'M, fin \(li](« IM iit tPiilmtii'ii ','? nacheinander mit Hilfe der entsprechenden Transport-

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vorrichtungen durch den Trockner 4o, die Mattenzuführungsvorrichtung 4 2 und die Mattenklebevorrichtung 48 befördert werden können.

Claims

ipl Γ^γς. fl Seide] Datum: 06.10.1981

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Tel. 08038/2333

Patentansprüche

1/. Verfahren zur Herstellung einer Platte für einen Bleiakkumulator, dadurch gekennzeichnet, daß

1. eine Gitterplatte aus Blei oder einer Bleilegierung gegossen wird,

2. ein Rahmen aus einem säurebeständigen Kunststoffmaterial gegossen wird, der die Gitterplatten umgeben soll,

3. die Gitterplatte in den Rahmen eingesetzt wird, um eine Plattenbasis zu bilden,

4. eine Paste aus Bleioxyd hergestellt wird, die als aktives Material dienen soll,

5. die Paste auf beide Seiten der Plattenbasis eingefüllt wird,

6. die in der Plattenbasis befindliche Paste ange-

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trocknet wird,

7. die mit Paste gefüllte Plattenbasis mittels einer säurebeständigen Fasermatte bedeckt wird, und

8. die Fasermatte am Rahmen der Plattenbasis mittels eines Thermoklebeverfahrens befestigt wird, wodurch die Plattenherstellung beendet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterplatte eine Mehrzahl längsverlaufender Schlitze aufweist, die in seitlichen Abständen voneinander angeordnet sind, daß der Kunststoffrahmen eine Mehrzahl längsverlaufender Glieder aufweist, die korrespondierend zu den längsverlaufenden Schlitzen der Gitterplatte angeordnet sind und daß die längsverlaufenden Glieder des Kunststoffrahmens durch die längsverlaufenden Schlitze in der Gitterplatte hindurchragen, wenn die Gitterplatte in den Kunststoffrahmen eingelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die säurebeständige

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Matte mittels eines Thermoklebeverfahrens mit den längsverlaufenden Gliedern des Kunststoffrahmens verbunden wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß zum Einfüllen der Paste in die Plattenbasis, die Plattenbasis mit ihrer unteren Fläche in eine Pastenschicht eingedrückt wird, die durch Ausbreiten der Paste auf einer Fördervorrichtung hergestellt wurde, und daß eine Paste schichtformig von oben auf die Plattenbasis gepreßt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichne t, daß das thermische Klebeverfahren, mit dem die säurebeständige Matte mit dem Kunststoffrahmen verbunden wird, mittels einer

■ Mehrzahl von Heizwalzen, die in Abständen voneinander in Bewegungsrichtung der Plattenbasis angeordnet sind und ferner mit Hilfe.einer Heizform erfolgt, die mit den oberen und unteren Rändern der säurebeständigen Matte in Eingriff kommt.

6. Verfahren nach Anspruch 1,da durch gekennzeichnet, daß die säurebeständige Matte aus einer gewebt, λ η Fasermatte besteht.

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7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-· kennzeichnet, daß die säurebeständige Matte aus einem Faservlies besteht."

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn ze ichnet, daß die säurebeständige Matte aus Glasfasern gebildet ist.

9. Platte für einen Bleiakkumulator, gekennzeichnet durch eine Plattenbasis (22) mit einer Gitterplatte (18) aus Blei und einem diese umgebenden Rahmen (2o) aus säurebeständigem Kunststoffmaterial, wobei die Gitterplatte (18) mit einem aktiven Material (31A,B) gefüllt und mittels einer säurebeständigen Fasermatte (44a) bedeckt ist, die ihrerseits thermisch mit dem Rahmen (2o) und der Plattenbasis (22) verklebt ist.

Io. Platte nach Anspruch 9,dadurch ge kennzeichnet, daß die Gitterplatte (18) eine Mehrzahl längsverlaufender Schlitze (18a) aufweist, die in seitlichen Abständen angeordnet sind und daß der Kunststoffrahmen (2o) eine Mehrzahl längsverlaufender Glieder (2ob) aufweist, die korrespondierend zu den längsverlaufenden Schlitzen (18a) in der Gitterplatte (18) angeordnet sind, wo-

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bei die längsverlaufenden Glieder (2ob) des Kunststoffrahmens (2o) durch die längsverlaufenden Schlitze (18a) der Gitterplatte (18) hindurchragen.

11. Platte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die säurebeständige Matte (44a) mit den lclngsverlaufenden Gliedern (2ob) des Kunststoffrahmens (2o) thermisch verklebt ist.

12. Platte nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet, daß die säurebeständige Matte (44a) aus einer Faser gewebt ist.

13. Platte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die säurebeständige Matte (44a) aus einem Faservlies besteht.

14. Platte nach Anspruch 9, dadurchgekennze lehnet, daß die säurebeständige Matte (44a) aus Glasfasern besteht.