DE50854C - Accumulator - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Neuerung an Accumulatoren und besteht im wesentlichen in der Art und Weise, wie die isolirten Elektrodenplatten in einem biegsamen, nachgiebigen Behälter untergebracht werden, ferner darin, dafs an jedem Ende der Behälter, parallel mit den Elektroden, Versteifungsplatten angebracht werden, welche durch Sprungfedern oder andere elastische Organe mit einander verbunden sind. Der Zweck dieser Anordnung ■ ist, der pulverförmigen activen Masse, welche die Elektrodenplatten bedeckt, eine freie Ausdehnung während der Ladung bezw. Ent-. ladung des Accumulators zu gestatten und sie gleichzeitig während ihrer Zusammenziehung gegen die Platten zu drücken.

Vorliegende Erfindung ist anwendbar auf sämmtliche vier bis jetzt in Gebrauch gekommene Arten von Accumulatoren. 1. Blei-Schwefelsäure (System Plante). 2. Bleisulfat-Zink. 3. Blei-Kupfersulfat. 4. Kupferalkalische Zinklösung. Es ist indessen nicht ausgeschlossen, dafs die weiter unten zu beschreibenden Anordnungsweisen auch für jede andere Art von Accumulatoren zur Verwendung gelangen können, bei welcher die active Masse aus einem pulverförmigen, in der Flüssigkeit unlöslichen Körper (fein vertheilte Metalle: Magnesiumoxyd, Eisen u. s. w.) besteht.

Die Erfindung soll der Kürze wegen in ihrer speciellen Anwendung auf das System Plante (Blei-Schwefelsäure) beschrieben werden.

In den beiliegenden Zeichnungen stellt Fig. 1 eine Vorderansicht, Fig. 2 einen Schnitt durch einen Plante'sehen Accumulator, der nach vorliegender Methode montirt ist, dar. Fig. ia giebt einen besonderen Constructionstheil im Detail wieder. Fig. 3 zeigt denselben Accumulator von der Seite, Fig. 4 eine Oberansicht, bei welcher der gröfseren Deutlichkeit halber die Elektrodenplatten entfernt sind. Fig. 5, 6 und 7 zeigen in Seiten-, Vorder- und Oberansicht eine Batterie, welche aus einer verhältnifsmäfsig geringen Anzahl der nach diesem System montirten Accumulatoren besteht. Fig. 8 stellt die Seitenansicht einer aus einer gröfseren Anzahl von Accumulatoren zusammengesetzten Batterie vor und Fig. 9 giebt eine Seitenansicht einer Batterie, bei welcher eine für den gewöhnlichen Betrieb sehr grofse Anzahl von Accumulatoren vereinigt sind, welch letztere durch die in Fig. ι ο und 1Γ im Detail dargestellten Querstege zusammengehalten werden. Fig. 12 bis 15 sind Ansichten der an den Enden der Batterien angebrachten Versteifungsplatten, welche verschiedene Stellungen der zu ihrer Führung ' dienenden Montirungsbalken erkennen lassen, welch letztere dazu dienen, einen bequemen Transport der ganzen Batterie zu ermöglichen. Fig. 16 und 17 zeigen in Seiten- und Vorderansicht ein Holzgerüst, mittelst dessen die Batterie zusammengehalten und transportirt wird. Fig. 18 und 19 sind Ansichten eines demselben Zwecke dienenden Metallgestelles.

Der- Plante'sehe Accumulator, welcher in Fig. ι und 2 dargestellt ist, enthält vier Elektrodenplatten, von denen zwei positiv (No. 1 und 3), die beiden anderen negativ (No. 2 und 4) sind. Die aus der activen Masse bestehende Schicht n, welche die Bleiplatte bezw. den Träger m bedeckt, wird durch eine poröse,

von der Flüssigkeit wenig oder gar nicht angreifbare Scheidewand c geschützt, welche möglichst dünn und widerstandsfähig sein mufs und gleichzeitig dem Durchgang des elektrischen Stromes nicht hinderlich sein darf. Zwischen die beiden porösen Scheidewände der ungleichnamigen Elektrodenplatten werden isolirende, durchbrochene Scheiden i mit parallelen Seitenwandungen eingesetzt (Fig. ia).

Diese isolirenden Mittel können die Gestalt eines Kammes besitzen und aus einer Anzahl paralleler Streifen oder einem Gitterwerk von Holz, Kautschuk, Ebonit, Guttapercha, Cellulose, Glas, Porcellan oder ähnlichen Stoffen bestehen.

Die beiden äufseren Platten sind nur auf je einer Seite, nämlich im Innern, in der angegebenen Weise bedeckt (Fig. 2). Die dazwischen liegenden Platten dagegen werden auf beiden Seiten mit dem oben beschriebenen isolirenden Mittel versehen.

Bei P la η te" sehen Accumulatoren können die porösen Scheidewände aus dünnen Holzscheiben bestehen, welche solche Festigkeit besitzen, dafs sie mehrere Jahre in Betrieb sein können. Anstatt der Holzscheiben kann man auch Platten aus einem porösen Mineralkörper verwenden (wie Kieselsäure, Silicate), welche gleichzeitig schlechte elektrische Leiter sind und somit die Anwendung von besonderen Isolationsplatten i überflüssig machen, so dafs es genügt, eine einzige isolirende poröse Platte zwischen die benachbarten Elektroden zu legen.

Der Behälter A, welcher die Elektroden und die Flüssigkeit in sich aufnimmt, ist aus einem nachgiebigen Material hergestellt, am zweckmäfsigsten aus Kautschuk, Guttapercha, Cellulose, wasserdichtem Pflanzengewebe oder dünnen Bleiplatten. Durch diese Einrichtung wird die nachtheilige Einwirkung, welche in anderen Fällen durch den Druck auf die Elektrodenplatten ausgeübt wird, vermieden. Wenn der Behälter aus einem Material angefertigt wird, welches an und für sich nicht nachgiebig ist, so construirt man ihn nach Art eines Blasebalges, so dafs auf diese Weise dem Druck im Innern der Accumulatoren Rechnung getragen wird. An den beiden mit den Elektrodenplatteli parallelen äufseren Wandungen sind die ebenen, nicht biegsamen Versteifungsplatteri S S angeordnet, welche aus Metall (Bronze, Messing, Eisen, Stahl, Gufseisen etc.) oder aus irgend einem anderen hinreichend harten und widerstandsfähigen Material bestehen. Man kann z. B. gewöhnliches Glas, starkwandiges Krystallglas, Holz, das durch metallene Verstärkungsrippen gegen Verbiegung gesichert ist, oder ein ähnliches Material in Anwendung bringen. Im vorliegenden Falle sollen die Versteifungsplatten S S aus metallischen,, mit Rippen versehenen Wänden bestehen, welche einem mechanischen Druck hinreichenden Widerstand bieten.

Die beiden Versteifungsplatten, deren Montirung in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, werden durch Sprungfedern rrr... oder Schnüre und Streifen von Kautschuk etc.,zusammengehalten. Es werden demnach nach dem vorliegenden Verfahren die Accumulatoren durch seitliches Aneinanderdrücken zu Batterien vereinigt. Sollen z. B. die in Fig. 5 bis 7 dargestellten Accumulatoren A A¹ A² A³ zusammen montirt werden, so werden dieselben derart neben einander gelegt, dafs die Elektroden parallel neben einander zu liegen kommen, und danach durch ein einziges Paar von Versteifungsplatten S S unter Wirkung der Federn r r seitlich zusammengedrückt, welche Versteifungsplatten an ihrem oberen Theile mit einem Ansatz P versehen werden können, in dessen centraler Oeffnung P¹ ein Querbalken M in der Längsrichtung verschiebbar gelagert ist.

Die Anzahl der Accumulatoren und ebenso der Querdurchmesser derselben hat bei der vorstehenden Art der Montirung eine Grenze, welche durch praktische Rücksichten allein bestimmt ist. Wollte man den Raum zwischen den beiden Versteifungsplatten in seiner Längsrichtung unbegrenzt erweitern, so würde durch das Eigengewicht der Accumulatoren ein Durchdrücken des ganzen Systems nach unten hin stattfinden, versieht man dagegen, wie dies in Fig. 8 angegeben, die Versteifungsplatten an ihrem unteren Ende mit Querleisten S¹S¹, so wird durch dieselben ein grofser Theil des Gewichtes der Accumulatoren aufgenommen, so dafs letztere in bedeutend gröfserer Anzahl zu einer Batterie vereinigt werden können, ohne dafs ein Durchbiegen nach unten stattfindet.

Selbstverständlich können die Querleisten S¹ auch dann an den Querstegen S angebracht werden, wenn letztere zum Emporhalten von nur einem einzigen, aber sehr breiten und schweren Element dienen sollen.

Soll die Anzahl der an einander gereihten Accumulatoren in beträchtlicher Weise vermehrt werden, so ist es zweckmäfsig, aufser den an den entgegengesetzten Enden der Batterie angebrachten Versteifungsplatten zwischen die Accumulatoren einzelne mit Füfsen bezw. Querleisten S^s versehene Versteifungsplatten S"² anzubringen (Fig. 9 bis 11). Diese Hülfsquerstege werden zweckmäfsig etwas dünner gehalten als die an den Enden befindlichen Hauptquerstege, immerhin aber müssen sie so viel Widerstandsfähigkeit besitzen, um dem seitlich ausgeübten Druck der Accumulatoren nicht nachzugeben.

Wie Fig. 9 zeigt, werden die Hülfsquerstege S² ebenso wie die Hauptquerstege durch einen gemeinsamen, in der Längsrichtung frei

beweglichen Balken' M zusammengehalten. Die Hülfsquerstege haben indessen aufser dem soeben beschriebenen Zweck noch einen zweiten zu erfüllen. Da die Wandungen der Elemente, wie bereits erwähnt, aus einem nachgiebigen Material hergestellt sind, so wird bei einer montirten Batterie der von den Hauptversteifungsplatten S ausgeübte Druck nicht in gleichmäfsiger Weise auf die von ihnen eingeschlossenen Elemente übertragen werden; es werden vielmehr diejenigen Elemente, welche von jenen Versteifungsplatten am entferntesten, also etwa in der Mitte liegen, eine Deformation erleiden, was zu unliebsamen Störungen im Betriebe Veranlassung geben kann. Werden dagegen in regelmäfsigen Abständen Hülfsversteifungsplatten in die Batterie eingefügt, so wird der seitliche Druck in gleichmäfsiger Weise fortgepflanzt, so dafs eine Deformation der Accumulatorwandungen nicht eintreten kann.

Es ist übrigens zu bemerken, dafs die Anbringung der Querleisten S^s in vorliegendem Falle durchaus nicht erforderlich ist, da die Hülfsversteifungsplatten, welche ja durch einen gemeinsamen Tragbalken M zusammengehalten werden, an und für sich genügen, um durch die auf ihrer Oberfläche erzeugte Reibung ein sicheres Emporhalten der Elemente zu ermöglichen.

In dem Falle, wo Hülfsversteifungsplatten zur Anwendung kommen, hängt die Anzahl der Elemente, welche zu einer. Batterie vereinigt werden können, lediglich von der Stärke der Hauptversteifungsplatten S und des Querbalkens M ab.

Mit Rücksicht auf die. gröfsere Einfachheit der Zeichnung und Beschreibung ist bisher vorausgesetzt, dafs nur ein einziger Tragbalken in Anwendung kommt. Wie Fig. 12 zeigt, ist es indessen auch möglich und in vielen Fällen sogar vortheilhaft, mehrere Balken M zum Zusammenhalten der Versteifungsplatten in Anwendung zu bringen, wobei es nicht unbedingt erforderlich ist, dafs die Tragbalken immer über der Batterie angebracht werden. Fig. 13 z. B. deutet an, wie die Balken seitlich, Fig. 14 wie sie an der Bodenplatte angeordnet werden können.

Fig. 15 zeigt die gleichzeitige. Verwendung von oberen, unteren und seitlichen Tragbalken. Letztere können übrigens derart mit einander verbunden werden, dafs sie ein einziges Ganze bilden, wobei indessen stets zu beachten ist, dafs sie in der Längsrichtung frei beweglich in den Hauptversteifungsplatten S gelagert sein müssen, um eine Längsverschiebung derselben zu ermöglichen. Es darf höchstens eine einzige Versteifungsplatte mit - dem Gerüst fest verbunden sein, welche alsdann bei der Volumenänderung in den Accumulatoren als Widerlager für die Bewegung der übrigen Platten dient.

In einer anderen, in Fig. 16 und 17 dargestellten Anordnungsweise liegen die Accumulatoren unmittelbar auf einer hölzernen oder metallenen Bodenplatte auf, in deren Mitte durch geeignet angebrachte Streben eine Scheidewand angeordnet ist. Das Zusammenhalten der Accumulatoren geschieht auch hier durch die endseitig gelagerten, durch Federwirkung angezogenen Versteifungsplatten S, wobei die centrale Wand S* gleichzeitig als Widerlager und Hülfsversteifungsplatte dient. Für gröfsere Batterien würde sich auch' hier das Einschalten weiterer Hülfsversteifungsplatten zur Vermeidung von Deformationen empfehlen. Schliefslich sei noch bemerkt, dafs das Traggerüst für · die Batterie auch die Gestalt eines hohlen, parallelepipedischen Körpers annehmen kann, in dessen innere Höhlung die Batterie zu liegen kommt (Fig. 18 und 19).

Letztere Anordnungsweise hat indessen den Nachtheil, das Gewicht und Volumen des ganzen Apparates um ein Beträchtliches zu vermehren, ganz abgesehen davon, dafs die einzelnen Accumulatoren während ihrer Volumenänderung auf der Bodenplatte in abwechselnd vor- und rückläufiger Bewegung gleiten müssen, eine Bewegung, die namentlich für die nach aufsen liegenden Accumulatoren in sehr bemerklicher Weise auftritt und insofern schädlich wirkt, als sie eine allmälige Abnutzung der Accumulatorwandungen bedingt. Zur Vermeidung dieses Uebelstandes kann man auf der Bodenplatte mehrere elastische, mit den Accumulatoren verbundene Bänder anbringen (Kautschuk etc.), welche der Bewegung der Accumulatoren folgen, und letztere vor der directen Berührung mit der Bodenplatte schützen.

Bei den früher dargestellten Anordnungsweisen, bei welchen der Accumulator und Tragbalken aufgehängt wird, tritt ein derartiger Uebelstand natürlich nicht ein, da hier nur ein kaum merkliches Gleiten auf den Querleisten S³ stattfinden kann.

Es ist selbstverständlich, dafs bei den Accumulatoren, welche mit einer löslichen Elektrode arbeiten (z. B. das System Blei-Zinksulfat), die porösen Scheidewände nur für die mit unlöslicher activer Masse bedeckten Elektroden nothwendig sind.

Handelt es sich um Accumulatoren mit zwei Flüssigkeiten, so werden die porösen Scheidewände zweckmäfsig in der Weise angebracht, dafs sie dem durch das vorbeschriebene Montirungsverfahren ausgeübten Druck auf die unlösliche active Masse nicht hinderlich sind.

Wie bei den gewöhnlichen Accumulatoren kann auch hier die Flüssigkeit durch chemische Processe eine gelatinöse Consistenz erhalten, wie dies in bekannter Weise durch Hinzufügen

von pulverförmigen und schwammigen Körpern, von Kieselsäure und Pulver- oder Fadenasbest, Sägespänen, Cellulose etc. geschieht. Werden diese Körper in geeigneter Weise gewählt, so können sie gleichzeitig die Rolle der porösen Scheidewände übernehmen und letztere somit entbehrlich machen.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Der Aufbau von Accumulatoren in der Weise, dafs die zur Aufnahme der isolirten parallelenElektrodenplatten bestimmten nachgiebigen Gefäfse durch seitlich angeordnete, mit elastischen Zugorganen r r . . . und Leisten S¹ versehene Versteifungsplatten S zusammengehalten werden unter eventueller Verwendung von mit Leisten S³ versehenen Hülfsversteifungsplatten S² und in der Längsrichtung verschiebbaren, eventuell mit einander fest verbundenen Tragbalken M, zum Zwecke, die Accumulatoren freischwebend oder auf einer Bodenplatte ruhend zusammenzuhalten.

   Bei Accumulatorbatterien der unter i. geschützten Art für den Fall, dafs sie auf einer Bodenplatte ruhen, die Anwendung von elastischen Bändern, welche an der Unterseite der nachgiebigen Gefäfse angebracht sind und eine Abnutzung derselben verhindern.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.