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Elektrode für galvanische Elemente, insbesondere als Großoberflächenplatte
für elektrische Bleisammler Die Erfindung bezieht sich auf solche Elektrodenplatten
für elektrische Bleisammler, die unter dem Namen Großoberflächenplatten bekannt
und durch ein, Netz sich kreuzender, meist doppelt prismatischer, hochkant gestellter
Stäbe gekennzeichnet sind. Gewöhnlich sind die Bleizähne in vertikaler und die Gießrippen
in horizontaler Richtung angeordnet. Im praktischen Betriebe hat sich diese Form
besonders bewährt, da in ihr eine große Anzahl Vorteile vereinigt sind, z. B. gute
Gießbarkeit, günstiges Verhältnis zwischen wirksamer Oberfläche und Bleigewicht,
gute Stromverteilung zu allen Teilen der Platte, gute Säurezutrittsmöglichkeit u.
a. Der Hauptvorzug besteht--aber in der stabilen Konstruktion, die einen vorzüglichen
mechanischen Halt bietet und auch einen gewissen Schutz gegen im Laufe des. Betriebes
eintretende Krümmungen gewährt. Trotzdem bereitete bisher bei sehr starker bzw.
ungleichmäßiger Beanspruchung oder bei nicht sachgemäßer Behandlungsweise ein übermäßiges
Wachsen und das. damit verbundene Krümmen sowie als Folge davon Kurzschlußbildung
und frühzeitiger Verbrauch der Platten immer noch Schwierigkeiten..
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Man hat deshalb häufig versucht, durch besonders feste Einbauarten
diese- schädlichen Wirkungen zu unterbinden. Doch sind alle diese Maßnahmen umständlich
und kostspielig. Man hat auch versucht, die einzelnen Teile, die der Platte den
Halt verleihen, mit stärkeren Profilen auszuführen. Hiermit ist aber ein Mehraufwand
an Blei und damit ein höherer Kostenpunkt verbunden, und führt dieser Weg auch nicht
immer zu den gewünschten Resultaten. Auch hat man zur Vermeidung des Wachsens und
Krümmens die ganze Platte in Teilplatten zerlegt und zwischen den einzelnen Teilplatten
Dehnungsschlitze angeordnet. Bekannt ist auch die Ausführung der positiven E4ektrodenplatten,
die durch Umgießen von Einzelplatten aus Weichblei mit einem Rahmen- oder Gitterwerk
aus Hartblei hergestellt werden und zwecks Vermeidung des Sprengens des Hartbleirahmens
auch mit Dehnungsschlitzen zwischen den Einzelplatten und dem Hartbleirahmen versehen
sind. Der Nachteil dieser Konstruktionen besteht darin, daß sie einmal umständlich
und teuer sind und zum: anderen das Wachsen und Krümmen der Einzelplatten nicht
beheben. Auch die bei älteren, im praktischen Betrieb sich nicht bewährten und deshalb
heute verlassenen Ausführungsformen hin und wieder angebrachten Schütze, die zudem
meistens nur den Zweck haben sollten, der Säure gute Zutrittsmöglichkeit in das
Innere der Großoberflächenplatten zu geben,
konnten das Wachsen
nicht unterbinden, da die Anordnung derselben in hez,ug auf Vermeidung von Krümmungen
unzweckmäßig war. Bei einer älteren, heute nicht mehr gebräuchlichen Ausführung
wurden beispielsweise die Bleizähne durch Schlitze, die in der Mitte zwischen den
Gießrippen lagen und Hohlräume in- der Platte für die Säure bilden sollten, völlig
durchgeschnitten, so daß der stabile Zusammenhalt der Platte verlorenging und die
Schlitze bezüglich der Vermeidung von Krümmungen sich nachteilig auswirkten.
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Es ist auch bekannt, daß früher statt des bei heute gebräuchlichen
Elektrodenplatten angewendeten Gitters sieh kreuzender, hochkant gestellter Stäbe
vielfach ein mitten durch die Platten durchlaufender Kern in Form einer urdurchbrochenen
Ebene angewendet wurde. Bei dieser Anordnung war leicht die Möglichkeit gegeben,
solche Bleizähne anzuwenden, die sich frei ausdehnen konnten. Beispielsweise sei
die Platte von A d o 1 f M i 11 e r aus dem Jahre 1892 angeführt (s. W a d e, »Secondary
Batteries«, Ausg. 1go2, S.86, Fig. g1). Bei dieser Platte verlief der genannte Kern
durch die Mitte und trug die Bleizähne, die in der Längsrichtung unterteilt und
jedesmal um einen halben Zahnabstand seitlich versetzt waren, so daß sie sich frei
ausdehnen konnten. Zweifellos war dieser Umstand bei dem damaligen Stande der Technik
als erheblicher Vorteil anzusehen. Doch war mit dem undurc'hbrochenen. Kern der
Nachteil verbunden, daß, wenn auch das freie Wachsen der Zähne ermöglicht war, der
Kern als solcher keinen Raum besaß, sieh in sich auszudehnen und daher als Folgeerscheinung
starkes. Wachsen der ganzen Platte auftrat. Weiter war es infolge des Fehlens der
bei den heutigen Platten gebräuchlichen, hochkant gestellten Gießrippen zur Erreichung
der unbedingt erforderlichen Stabilität nötig, den Kern verhältnismäßig stark zu
wählen, wodurch die Platte im Verhältnis zur aktiven Oberfläche schwer und damit
teuer wurde. Auch durch die Anordnung des Kernes als zickzackförmige Ebene wurden
die vorerwähnten Nachteile keinesfalls behoben.
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Bei der üblichen Form von Großoberflächenplatten: sind die zwischen
den einzelnen Gießrippen liegenden Bleizähne lückenlos in der Längsrichtung aneinandergereiht.
Die in jedem Zahn infolge des Wachsens der auf den Zähnen befindlichen Schicht auftretende
Längenausdehnung und die daraus resultierenden Kräfte übertragen sich auf den in
der Längsrichtung anschließenden Zahn, addieren sich hier ganz oder zum Teil mit
den Dehnungskräften des letzteren usf. Dadurch entstehen Spannungen über die ganze
Platte, die das Wachsen und damit das Krümmen. hervorrufen.
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Diese Nachteile werden nach der Erfindung dadurch behoben, daß die
Zähne an ihren Schneiden Aussparungen in Form von Schlitzen besitzen, die nicht
bis zur ganzen Plattenstärke durchgehen, so daß der Verband der sich kreuzenden
Rippen bestehen bleibt. Bei dieser Art der Anordnung wird einmal jedem Zahn freie
Ausdehnungsmöglichkeit in der Längsrichtung gegeben und zum anderen der stabile
Zusammenhang der ganzen Elektrodenplatte nicht gestört. Die besondere Anordnung
besteht darin, daß die Schlitze sich unmittelbar neben, in oder auf der Gießrippe
befinden und nur bis zu einer gewissen Tiefe in die Platte hineingehen. Es ist wichtig,
zur Vermeidung des Krümmers die Anbringung von Schlitzen, vorzugsweise an den Spitzen
der Zähne bzw. an den beiden äußeren Flächen der Platte, vorzunehmen, und zwar so,
daß die Stabilität nicht leidet, also an solchen Stellen, wo eine gewisse Anhäufung
des Bleimaterials es gestattet, also an oder auf dem Kreuzungspunkt zweier Rippen,
nicht etwa in d'em Teil des Zahnes mitten zwischen den zwei Kreuzungsstellen.
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In der Abb. 1 ist beispielsweise ein Ausschnitt einer Ausführungsform
von Elektrodenplatten mit Schlitzen a, die unmittelbar neben der Gießrippe angeordnet
sind, perspektivisch dargestellt. Die Schlitze gehen hier beispielsweise bis zur
Plattenmitte und sind wechselseitig angebracht.
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Abb.2 stellt in perspektivischer Ansicht beispielsweise einen Ausschnitt
einer anderen Ausführungsform von Elektrodenplatten dar, bei welcher die Schlitze
b ebenfalls unmittelbar neben der Gießrippe angeordnet sind, jedoch hier beispielsweise
nur etwa bis zum ersten Viertel der Plattenstärke hineingehen und in einer Reihe
angebracht sind.
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In Abb. 3 ist beispielsweise ein Ausschnitt einer Elektrodenplatte
in perspektivischer Ansicht dargestellt, bei welcher die Gießrippe selbst den Schlitz
c trägt. Die hier angeordneten Schlitze werden im Laufe des Betriebes beim Wachsen
der einzelnen Zähne enger und bilden einen Raum, der verhindert, daß sich die Dehnungskräfte
über die ganze Platte fortpflanzen können.
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Die Anbringung der Schlitze kann entweder mechanisch durch Sägen,
Hobeln oder Fräsen oder durch den Guß erfolgen. Die Abmessung der Schlitze kann
so gewählt werden, daß keine Verringerung der aktiven Oberfläche der Elektrodenplatte
eintritt.
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Bei weiteren Untersuchungen hat sich gezeigt, da3 Elektroden in der
Ausführung, wie in Abb. q. perspektivisch an einem Ausschnitt dargestellt ist, daß
also die Schlitze d sich
mitten über der Gießrippe befinden und
die Höhe letzterer nicht gleich der vollen Plattenstärke, sondern um den. Betrag
der Schlitztiefe verringert ist, den besonderen Vorteil besitzen, daß der Angriffspunkt
der Dehnungskräfte mehr in die Mitte verlegt wird. Das die Krümmung erzeugende Biegemoment
wird durch die Verringerung des Hebelarmes verkleinert, so daß bei dieser Ausführungsform
der Elektrodenplatte neben, der Kompensierung der Dehnungskräfte durch die besondere
Anordnung der Schlitze als weitere Sicherheit gegen Krümmungen die Verlegung des
Hebelarmes für etwaige angreifende Dehnungskräfte in die Nähe der Plattenmitte verlegt
wird, so daß ein wesentliches, die Krümmung hervorrufendes Biegungsmoment nicht
auftreten kann. Zwar treten ähnliche Verhältnisse in geringerem Maße ein, wenn im
Laufe des Betriebes die Bleizähne sich allmählich an der Spitze abnutzen. Dieser
Zustand tritt aber erst gegen Ende der Lebensdauer in Erscheinung, so daß sich der
günstige Einfluß, besonders wenn inzwischen schon Krümmungen aufgetreten. sind,
nicht mehr auswirken kann. Bei der Ausführungsform nach vorliegender Erfindung wirkt
sich der vorgenannte günstige Einfluß, schon beginnend bei der Formation. der Elektrodenplatten,
laufend während der vollen Betriebszeit aus.