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Verfahren zur Herstellung eines Trockenelements Die Erfindung betrifft
die Herstellung von Trockenelementen und richtet sich auf ein Verfahren, das die
selbsttätige Herstellung erleichtert, die Herstellungskosten vermindert und eine
gleichmäßig hohe Güte des Erzeugnisses gewährleistet.
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Es ist bekannt, die Depolarisationsmasse in Becher, die mit getränktem
Futter ausgekleidet sind, einzupressen. Demgegenüber kennzeichnet sich die Erfindung
wesentlich dadurch, daß die Masse :eingepreßt wird, während sich das Futter in trocknem
Zustand befindet, und daß darauf die D.epolarisationsmass,e und das Futter mit Wassieroder
einer Elektrolytlösun;g getränkt wird, worauf das Element endgültig verschlossen
wird.
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Bisher war es unmöglich, Batterien schnell herzustellen, ohne daß
gelegentlich schadhafte Elemente auftraten. Ist aber ein Element der üblichen B-Batterie
von 15 Elementen unbrauchbar, so, ist die ganze Batterie unbrauchbar.
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Bei den bekannten Batterien entsteht oft eine Berührung zwischen Füllstoff
und Zinkbecher, die eine gute und dauernde Trennung zwischen Füllstoff und Becher
verhmndert. Ferner wird bei den üblichen Elementen der Boden des Zinkbechers nichtnutzbar,
da dort meist eine Papierscheibe liegt, die den. Füllstoff' vom Boden trennt. Bei
der Erfindung gelangen Becherboden und Becherwandung zur Wirkung.
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Bei den früheren Elementen rußten teure Stoffe von niedrigem Widerstand
verwendet werden, damit das Element unter verhältnismäßig hoher Stromabgabe richtig
arbeitet. Die Verwendung teurer Stoffe niedrigen Widerstandes ist bei dem neuen
Herstellungsverfahren vermieden. Die Füllmischung wird stark zusammengepreßt, was,
den inneren Widerstand vermindert.
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Ferner kann bei dem neuen Verfahren mehr Füllstoff in einen Becher
von gegebener Größe gebracht werden. Hierdurch und durch den mitwirkenden Becherboaden
hält das Element bei gegebener Stromabgabe seine Spannung besser, und seine Lebensdauer
wird beträchtlich erhöht.
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Die bekannten Elemente durften nicht vollständig abgesichlossen werden,
weil die Bildung -von Gasen .innerhalb des Elements den Verschluß herausdrückte.
Bei nicht vollständ;i,g abgesichlossenen Elementen tritt Luft infolge der Temperatursichwankungen
ein und aus, was sehr machteilig ist. Die nach dem neuen Verfahren hergestellten
Elemente sind vollkommen luftdicht abgeschlossen; :sie !enthalten einen ausreichenden.
Luftraum, der für Ausdehnung und Zusammenziehung der Luft oder Gase im Element genügt
und verländert,
daß der Verschluß durch innem Druck zerbrochen wird.
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Ferner schafft die Erfindung ein sehr wirksames und doch wohlfeiles
Trockenelement von langer Lagerbeständigkeit und langer Wirkdauer. Eine Einlage
am Beaherbogden ist hierbei unnötig. Ein Becherfutter aus Aufsaugepapier über dem
Becherboden tritt an Stellte der :gebräuchlichen Papierscheibe und verhindert eine
Berührung des Füllstoffs mit dem Becher, während durch das Papier, das später mit
Wasser :oder elektrolytischer Lösualg getränkt wird, ein wirksamer Lösungskontakt
zwischen Mischung und Becher an den Seiten und am Boden entsteht. Die Füllinischung
wird im Becher stark zusammengedrückt, wodurch. er mehr Füllstoff aufnimmt. Das
Zusammendrücken des Füllstoffs vermindert den innern Widerstand. Es kann billi=
gerer Stoff benutzt werden.
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Ein Erzeugnis und eine des Verfahrens sind auf der Zeachnung veranschäulicht;
ges sk.d: Abb. i senkrechter Schnitt durch ein Element, Abb. z und 3 Quersgchnitte
durch .das Element nach den Linien 2-z und 3-3 der Abb. i, Abb. q. Schaubild einer
Papierrolle, aus der das Futter hergestellt wird, Abb. 5 biss i a Darstellung aufeinanderfolgender
Stufen des Herstellungsvexfahxens, Abb.13 ge;ändemte Ausführungsform des Elements,
Abb. i q. bis i g Darstellung epnzelner Stufen der Herstellung des Elements der
Abb. 13.
Der Becher 6, aus Zink o-. dgl. bestehenäo wird aus einem Stück gezogen,
wenn für seine Größe ,eine solche Herstellung zweckmäßig ist. Der Becher ist mit
einem Futter a aus aufsaugfähgem Stoff, z. B. ungeleimtern Löschpapier, ausgerüstet.
Vorzugsweise besteht das Futter aus durch deh sogenannten Sulfatprozeß hergestelltem
Papier. Da, bei diesem Pnozeß die Fasern weder verkürzt noch -beschädigt wenden,
ist das Papier sehr fest. Bevor man das Futter formt, wird ein Kleb-Stoff, z. B.
Mehl- oder Stärkekleister, auf das Papier aufgetragen, vorzugsweise nur an einer
Seite, dann werden Klebstoff und Papier gründlich getrocknet, und das Papier wird
in einer,oder mehreren Lagen, die in. Größe und Gestalt mit dem Innrem des Bechers
übereinstimmen, aufgewickelt, ein Ende 2b nach innen gefaltet, um den Boden zu bilden.
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Nachdem das Futter im Becher untergebracht isst, wird ein Kuchen i
o aus Depolarisationsmischun;g, der die Anode i i in Gestalt einet- Kohlestange
enthält, in deal. ausgefütterten Becher gebracht und darin gepreßt. Die Oberfläche
der Füllmischungen befindet sich,, nachden die Mischung zusammengepreßt ist, weint
unterhalb des Futterrands, der seiners,eits (Abb. i) in Abstand vom Becherrand bleibt.
Eine tellerförmige Dichtungss,cheib.e 15 ist in das offene Ende des Futters gesteckt
und bleibt auf dem Füllstoff liegen. Ihr Rand erstreckt sich längs des überragenden
Teils des Futters. Futter rund Rand der tellerförmigen Dichtungsscheibe enden annähernd
in der gleiche . Ebene.
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Bevor die Dichtungsscheibe ganz in den Becher eingeführt ist, befindet
sie sich z..eitweis@e in einiger Entfernung vom Füllstoff und Fragt etwas in das
Futter hinein. Bei dieser Stellung der tellerförmigen Dichtungsscheibe wird das
Element mit etwas Wasser oder einer Elektrolytläsung ;gefüllt. Die Flüssigkeit kann
nach unten durch das mittlere Loch der Dchtungsscheibge an der Anode in den Füllstoff
gelangen, so daß Papwerfutter und daran. haftender Klebstoff gründlich getränkt
werden. Iüerdurch dehrnen siech Klebstoff und Papier aus. Die Poren des Papiers
füllen sich mit Flüssigkeit, und es .entsteht ein Lösungskontakt zwischen Füllstoff
und Bechermnd; dieser Kontakt entsteht auch am Becherboden. Wenn die Flüssigkeit
aufgesogen ist, wird die Dichtungsscheibe auf den Fifstoff gedrückt (Abb.18 und
i9). Eine weitere Dichtungssicheibe 16 wird in den Becher eingeführt und auf den
Rand des Futters und der tellerförmigen Dichtungsscheibe gelegt. Dann wird genug
VeTgußma.sse 17 ;aufgebracht, um den Becher vollkommen zu füllen. Das Element wird
durch die übliche Metallkappe 18 der Anoide und einen Draht ig vervollständigt.
-Der Draht ig kann an den Becher gelötet werden.
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Durch Benutzung des beschriebenen Papiers für das Futter a kann der
Füllstoff unter hohem Druck eingeführt werden, ohne daß das Papier beschädigt wird
und der Füllstoff mit Wand- und Becherbolden in Berührung kommt: Der Raum zwischen
den Dichtungsschel;bgen 15 und 16 bildet eine Ausdehnuggska;n=@er, die die von Temperaturschwankungeln
leerrührende Raumänderung,der Luft v,der ariderer Gase innerhalb des Bechers ausgleicht
und verhindert, daß auf den Verschluß eine Bruch ?oder Lockerung verursachende Spannung
ausgeübt wird.
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Nach dem neuen Verfahren wird geie Stück Absorptionsstoff, z. B. ein
Streiften Papier, von nichtiger Breite so geformt, daß er als Futter für den Becher
6, der die Kathode :des Elements bildet, geeignet isst. Wenn. der Becher z. B. die
übliche Zylindergestalt besitzt, wird der Papierstreifen so gewickelt, daß er einen
Zylinder-aus seiner c:der mehreren. Papierlagen. bildet. Ein Ende dieses Zylinders
wird nach innen gefaltet und bildet den Boden. Vor .dem Formen des Futters
wird
das Papier mit 'einem Klebstoff, z. B. Mehl- oder Stärkekleister, überzogen; Klebstoff
und Papier werden gründlich getrocknet, damit das Papier seine frühere Zähigkeit
wiedergewinnt und für die Handhabung geeigneter wird.
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Zur bequemten Handhabung mag das mit Klebstoff versehene Papier Rollenform
besitzen (Abt. q.). Auf der Zeichnung bedeuten die Punkte auf :einer Seite des Papiers
die Klebstoffschicht. Um das Futter z zu bilden, wird ein Stück Papier mit der Klebstoff
-schicht nach außen um leinen Dorn i gewickelt (Abt. 5), der sich nach dem äußeren
Ende schwach verjüngt, um das Futterende aufzuweiten, 2a. Ein Auswerfer q, bildet
am Außenende des Dorns Beine Art Kolben, an dem eine Stange 5 befestigt ist, die
mitten durch den Dorn geht. Das über den Dorn hinausragende Futterende wird zunächst
nach innen über den Auswerfer q. gefaltet, ab (Abt. 6).
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Der Becher 6 wird dann über Futter und Dorn gesteckt (Abt. 7). Dies
erleichtert eine leichte Aufwetung des Becherrandes 6a. Damit sich. das bei 2a aufgeweitete
Ende des Futters nicht zu früh zusammenzieht, kann das Futter teilweise über dein
Becher geschoben werden.
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Becher und Futter werden zusammen durch den Auswerfer ¢ vom Dorn entfernt
(Abt. 8). Der Kuchen io aus Depolarisationsmasse, der so geformt ist, daß er leicht
in das Futter hineingeschoben werden kann, und der die aus einem Kohlestab bestehende
Anode i i umschließt, wird in den gefütterten Becher gebracht. Sobald das vordere
Ende des -Kuchens i o auf den gefalzten Boden des Futters trifft, nimmt es das Futter
bis zum Becherb.oden mit. Der Becher stützt sich hierbei mit seinem Boden gegen
einen Widerstand 14.
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Der Kolben 12 schiebt den Kuchen i o mit der Anode i i aus einer Formhöhlung
8 in den Becher. Der Kuchen io gelangt ohne Führung in das aufgewei:tete Ende des
Futters a und drückt, wenn er den ;gefalteten Boden 2b trifft, das Futter in den
Becher. Es empfiehlt sich, das Futter vor Einbringen des Kuchens vollkommen in den
Becher zu stecken, damit kein Fvhstoff durch dein Boden des Futters dringt und durch
Berührung mit dein Becherboden das Element kuxzschließt (Abt. 14). Der Boden ist
vorzugsweise etwas länger als das Futter. Er überragf das Futter um die Dicke der
Vergußmasse, mit der der Becher verschlossen wird. Durch den Kolben 12 wird ein
verhältnismäßig hoher Druck auf den FiMstoff ausgeübt, der das Futter innerhalb
des Bechers gegen die Wand drückt. Da das Futter beim Einführen. trocken ist, besteht
eine Gefahr des Zerreißens oder Beschädigens nicht.
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Eine DIchtungssch:eibe 15 aus Pappe o. dgl. wird nun in die Öffnung
des Bechexfutters auf den Kuchen gelegt; die Dichtungsscheibe ist vorzugsweise gewölbt
und bildet einen Lmfangsfiansch, der sich nach dem Becherran.d erstreckt. Nun wird
etwas Wasser oder elektrolytische Lösung in das Element gefüllt, vorzugsweise in
die gewölbte Dichtungsscheibe (Abt. i i) ; die Flüssigkeit fließt nach unten, gelangt
in den Füllstoff und durchtränkt das Futter. Der Klebstoff wird auf-'geweicht. Die
Flüssigkeit füllt die Poren des Stoffs oder Papiers. Ein Lösungskontakt zwischen
dem Füllstoff und dem Becher tritt ein. Nachdem die Flüssigkeit aufgesogen ist,
wird die gewölbte Dichtungsscheibie auf den Füllstoff gedrückt (Abt. 1a). Darauf
wird eine flache Dichtungsscheibe 16 von etwa gleichem Durchmesser wie der Innendurchm,esser
des Bechers auf den Becher, den Rand des. Futters rund den Rand der glewdlbten Dichtungsscheibe
gelegt. Der Raum über der flachen Dichtungsscheibe wird nun mit einer erhärtenden
Vergußmasse 17 ausgefüllt. Das Element ist fertig, abgesehen vom Anbringen der -Klemmen
18 und i 9 für Kathode und Anode. Der aufgequollene Klebstoff ist in Abb. 1, 2 und
3 mit 2o bezeichnet.
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Die Verb ßmasse kommt mit der Becherwand über dem Futter in Berührung.
Zwischen Verguaußmass eßmasse und Becherwand befindet sich kein Klebstoff, der einen
sauberen Verschluß verhindern würde.
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Ein weiterer Vorteil kann erzielt werden, wenn man den Füllstoff einführt,
dann innerhalb des ausgefütterten Bechers z:usammenpreßt und nun die Kohlenelektröde
in den Füllstoff treibt. Hierdurch wird eine weitere Verdichtung des Füllstoffs
erzielt und der innere Widerstand des Elements stark verringert (vgl. Abb. 1q. bis
16). Das Futter wird wie früher hergestellt und in den Becher eingesetzt. Das Futter
wird jetzt bis zum Becherboden eingeführt (Abt. 1¢). Dann wird -der Becher mit -dem
Futter über eine Form 7, in der :ein Kuchen io aus Depolarisationsmasse liegt, gebracht.
Der in der Höhlung 8 vordringende Kolben 12 treibt den Kuchen io vor sich her (Abt.
15) und überführt den Kuchen aus der Formh.öh l;ung 8 in den Becher. Durch den Kolben
12 wird der Kuchen io innerhalb des Bechers zusammengedrückt.
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Es folgt nun -las Einsetzen der Kohlenelektrode (Abb.16). Die Köhlenelektroden
oder Stifte i i befinden sich in einem Führungsglied i 5a, das die Elektrode im
Becher zentriert. Eigin Kolben. 16a treibt die Elektrode in den Becher. Das Einsetzen
der Elektrode
drückt den Füllstoff - weiter zwsamm@en und erteilt
ihm eine Dichte, durch die der innere Widerstand des Elements praktisch ausgeschaltet
wird.
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In den senkrecht gehaltenen Becher (Abt. 17)
wird nun elektrolytische
Lösung gefüllt. Nachdem die Lösung völlig aufgesogen ist, setzt ein Kolben 18 eine
Dichtungsscheibe Ua ein (Abt. i8). Diese Dichtungsscheibe hat etwa den Innendurchmesser
des Bechers. Die Dichtungsscheibe drückt auf :das Futter und faltet denjienigen
Teil um, der :den Füllstoff überragt. Auf den Kolben wird genügend Druck ausgeübt,
um die Dichtungsscheibe fest auf den Füllstoff au drücken.
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Eine zweite Dichtungsscheibie i 9a wird in den. Becher eingesetzt
.(Abt. i9). Diese Dichtungsscheibe ist der ersten Dichtungsscheibe ähnlich und wird
vorn einem Kolben 2oa eingesetzt, der eine Schulter Zia besitzt, welche den Abstand
zwischen Dichtungsscheibe und Becherrand bestimmt, um so, den Raum oder Ausdehnungskammer
über dem Füllstoff zu bilden wile bei, der zuerst beschriebenen Bauart.
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Der Raum über der letzten Dichtungsscheibe wäird nun mit einer erhärtenden
Vergu:ßmass.e ausgefüllt; abgesehen von der Anbringung der Klemmen - für Kathode
und Anode ist das Element fertig.
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Abb. 13 zeigt dass durch ,die in dien Abb. i ¢ und i9 dargestellten
Herstellungsstufen erzeugte Element. -