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Verfahren zum Herstellen von gepreßten Akkumulatorengefäßen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Herstellen von gepreßten Akkumulatorengefäßen aus faserhaltigen
Kunst- und Preßstoffen sowie von anderen Mohfgefäßen, wie solche als Flüssigkeitshehälter
für industrielle Zwecke verwendet werden und an welche betriebsmäßig hohle mechanische
unld chemische Ansprüche bei Gebrauch und Handhabung als Behälter für Laugen, Säuren
u. dgl. gestellt sind.
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Es hat sich herausgestellt, daß für viele solcher Gebrauchszwecke
Kunst- und Preßstoffe nicht mit Erfolg verwendet werden konnten, weil bei deren
Verpressen, sei es aus Gründen preßtechnisch ungünstiger Gestaltung, wie z. B. bei
sehr hohen und engen Gefäßen mit dünnsten Wandungen, sei es aus wirtschaftlichen
Gründen wegen zu hoher Werkstoffkosten für chemisch ausreichende hochwertige Ausgangsstoffe,
eine mechanisch genügende Widerstandsfähigkeit, insbesondere gegen höhere Betriebsansprüche,
nicht zu erreichen ist.
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Man hat zwar bereits gegen chemische Einflüsse widerstandsfähige
Ausgangsstoffe zu Akkumulatorengefäßen verpreßt. Derartige Gefäße hatten jedoch
nicht die erforderliche mechanische Festigkeit, da bei dem dabei angewendeten Herstellungsverfahren
lediglich Pulverpreß. massen, teilweise nach dem spritzverfahren, zu Gefäßen verpreßt
wurden.
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Bekannt sind ferner Hartpapierwickelverfahren, nach denen röhrenartige
Körper in Schichten gewickelt und nachgepreßt worden sind.
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Nach der Erfindung können die oben geschilderten Nachteile einmal
dadurch vermieden werden, daß akkumulatorengefäße oder sonstige chemischen Einflüssen
stark ausgesetzte Gefäße unter Verwendung faserhaltiger, chemisch hoch widerstandsfähiger
Ausgangsstoffe nach dem Wickelverfahren derart hergestellt werden, daß die Seitenwandungen
der Gefaße durch Pressen senkrecht zur Gefäßachse zu einer dichten Wandung hoher
Festigkeit verpreßt und der Boden bzw.
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Deckel mit der senkrechten Gefäßwandung zusammengepreßt und zu. einer
einlleitlichen Wandung verschweißt wird. Nach einer besonderen Ausführungsform der
Erfindung werden bei dem Wickelverfahren zunächst hochwertige, chemisch widerstandsfähige
Ausgangsstoffe gewickelt, die die den chemischen Einflüssen des Gefäßinhaltes ausgesetzten
Innenflächen des Gefäßes bilden sollen, und im Anschluß daran werden andere, den
mechanischen Aufgaben, insbesondere der geforderten Festigkeit genügende Ausgangsstoffe
gewickelt, die die Außenteile und damit den eigentlich tragenden Teil der Gefäßwandung
hilden.
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Auf diese Weise erreicht man die preßtechnisch günstigste Verarbeitung
des Baustoffes, und dabei durch Vereinigen verschiedenartiger Atrsgangsstoffe, daß
dünnste Wandstärken bei beliebiger Bauhöhe mit einer Ltnter teilung der Gefäßwandungen
derart erzeugt werden können, daß die den chemischen Angriffen ausgesetzte Innenwandung
aus einem hochwertigen Stoff und eine den mechanischen Beanspruchungen ausgesetzte
Außenwandung aus geringwertigerem Baustoff entstehen und zu einem einheitlichen
Endergebnis vereinigt ausgenutzt werden.
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Nach dem Verfahren wird einmal der Herstellungsgang in getrennte
Arbeitsstufen für die Gefäßbildung in der Weise zerlegt, daß zunächst die Gefäßwandung
als an beiden Enden offener Rohrkörper nach dem Wiclielverfahren gebildet wird und
daß ferner dabei verschiedenartige Ausgangsstoffe hierzu herangezogen werden können.
Das Umbilden dieses Rohrkörpers zum geschlossenen Gefaß erfolgt danach durch das
Anpressen des Bodenteils unter dessen Verbindung zu einem einlheitlichen Ganzen.
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Auf diese Weise können verschiedenartige bahnförmige. Ausgangsstoffe
in Verbindung mit Binde- und Islebmitteln gemeinsam verarbeitet werden, so daß diese
je nach ihrer Beschaffenheit dem ihnen zugedachten Aufgabenzweck allein dienen und
mengenmäßig auf das wirtschaftlichste unterteilbar sind.
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Dabei wird preßtechnisch der große Vorteil åusnutzbar, daß die herzustellenden
Gefäßwandungen in der Preßform nicht in der ungünstigen Weise durch Ausübung des
Verformungsdruckes in der Richtung der Gefäßlängsachse entstehen, sondern unter
der günstigsten Druckrichtung auf die Wandungsflächen, also quer zur Gefäßlängsachse,
und dadurch ohne Stoffverschiebung auf das höchste t-erdichtet werden können. Man
hat dabei ferner die Möglichkeit, einen solchen Robrkörper durch die Wahl des Querschnitts
zu einem mechanisch besonders widerstandsfähigen Verspannungskörper zu gestalten,
wie beispielsweise oval oder mit Abrundungen. Durch das vereinigen verschiedenartiger
Ausgangsstoffe miteinander kann man beispielsweise bei einer Gesamtwandstärke von
2 mm eine innere chemische Schutzschicht von 0,1 mm dicke bilden nd mit einer tragenden
außenschicht von 1,9 mm Dicke zu einem einheitlichen Körper vereinen, ohne daß damit
eine Begrenzung der Gefäßhöhe verbunden ist. Dabei ist techinisch und auch wirtschaftlich
besonders bedeutungsvoll, daß der chemischen Aufgaben dienende Baustoff anteil unter
völliger Entlastung von einer mechani scheu Inanspruchnahme in seiner chemisch gegen
Flüssigkeiten wirksamsten Form mit niedrigster Diffusionskonstante anwendbar wird,
während umgeliehrt der ausschließlich mechanisch tragende Baustoffan -teil auch
in seiner hierfür wirksamsten Form in gemischter Zusammensetzung ausgenutzt werden
kann, nämlich mit einem armen uml sparsamen Gehalt and festigkeitsverleihenden Stoffen,
wie z. B. bindemiteln. Selbstverständlich kann man hinsich, tlich der Zusammensetzung
für Innen- und Außenwandung auch umgekehrt verfahren oder für beides die gleiche
Ausführung anwenden. Je nach Wahl der verarbeiteten Ausgangs stoffe tritt hinzu
noch die Möglichkeit, Gefäße mit völlig oder teilweise durchscheinenden Wandungen
zu erhalten, was für das Überwachen des Gefäßinhaltes, z. B. des Flüssigkeitsstandes,
wichting sein kann.
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Die Vervollständigung des Rohrkörpers zum Gefäß durch den Bodenteil
ist in mannigfaltiger Weise und zuverlässig dicht aus führbar, z. B. vorzugsweise
durch Anfalten und Pressen aus dafür besonders vorgesehenem vorstehendem Stoff des
Rohrkörpers oder durch Aufformen im Preßverfahren aus beliebigem Preßstoff oder
durch Aufpressen, Einwickeln. Aufbördeln u. dgl. als für sich erzeugter Gegenstand
nach beliebigen Her-Stellungsverfahren und aus je dein zweckentsprechenden Preß-oder
Baustoff vorzugsweise unter gleichzeitigem Verschweißen mit dem Rohrkörperstoff,
In gleicher Weise kann der Deckel als oberer Gefäßverschluß erzeugt und augebracht
werden, je nachdem ob dieser lösbar oder unlösbar fest auf dem Gefäß anzubringen
ist. In der Ausführung aus Preßstoff kann der Deckel mit etwaigen eingepreßten Verschlußgewinden,
metallverbindungsteilen u. dgl. versehen in einem Arbeitsgang als Außen- oder Innenkappe
oder beides vorge sehen und cl geformt werden.
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Nach der Erfindung beginnt, man zweckmäßig mit dem Herstellen der
Gefäßwandung als offener Rohrkörper in 1er Weise laß die bahnförmigen Ausgangsstoffe
iii den
baulich bedingten Breiten, Längen und Stärkein, auf Rollen
aufgewickelt, in eine Wickelmaschine bekannter Art eingehängt, um den Wickeldorn
gewickelt werden, der in seiner Gestalt dem lichten Querschnitt des hierzu stellenden
Gefäßes entspricht und in seiner Lange das gleichzeitige Herstellen einer Mehrzahl
von Gefäßen ermöglichen kann. Es ist dabei wesentlich, --daß unter der Mitwirkung
von in den bahnförmigen Ausgangsstoffen enthaltenen oder auf ihnen befindlichen
Binde- oder Klebmitteln durch gleichzeitigen oder nachträglichen Verdichtungsdruck,
vorzugsweise unter angepaßten wärmewirkungen und Aushärtetemperaturen, die höchstmöglichste
Stoffverdichtung zu einem einheitlichen Körper erreicht werden kann.
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Der bahnförmige Ausgangsstoff kann dabei verschiedenartiger Natur
sein tind getrennt hintereinander von verschiedenen Rollen oder auf beliebige Art
auf einer gemeinsatnen Rolle vereint von einer Einheitsrolle verarbeitet werden.
Wenn dabei im letzteren Fall an die Verwendung einer tragenden Bahn gedacht ist,
beispielsweise einer Faserstoffbahn, die in sich oder auf sich alle für die Zusammensetzung
der Gefäßwandung vorgesehenen Ausgangsstoffe vereinigt, so ergibt sich die Notwendigkeit,
die verwendeten Stoffe, sei es als Belag, sei es als ein-oder itifgebrachte Tränkmittel,
und zwar in der für deren besondere Wirkung im Endergebnis notwendigen Reihenfolge,
auifzubringen.
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Sofern hierbei verschiedenartige Stoffe verarbeitet werden sollen,
ist als sehr wesentlich zu beachten, daß diese ebenfalls zu einem einheitlichen
Ganzen verbunden werden, so daß weder durch0 thermische oder sonstige Beanspruchungen
Abspaltungen, Aubeulungen, Risse u. dgl. entstehen, welche die Lebensdauer der Endergebnisse
beeinträchtigen, wie das z. B. bei allen nachträglich mit Schutzschichten ausgekleideten
Flüssigkeitsbehältern der Fall ist. Durch die einheitliche Wandbildung wird nach
der Erfindung das vermieden, was nach den bekannten Verfahren infolge auftretender
spannungsunterschiene eintritt.
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Da in der Regel der Gefäßinnenwandung, besonders bei Flüssigkeitsbehältern,
eine besonderte Abwehraufgabe zukommt, wobei die Wandung einmal flüssigkeitsdicht
und dann noch gegen chemische Einwirkungen völlig neutral sein soll, kommen als
Stoffe für diesen Zweck insbesondere hochpolymere Kunst-und Preßstoffe mit besonders
günstiger Diffusionskonstante für den jeweiligen Gebranudchszweck, also in ihrem
reinsten Aufbau und wirkungsvollsten Form, in Betracht, wie z. B.. Zelluloseabkömmlinge,
Polymerisate, Kondensate, und zwar vorzugsweise als gegossene, gewalzte Folien,
Filme, Platten u. dgl. ; aber auch Naturstoffe, wie e. B. Holz in Gestalt von Furnieren,
echte Pergamente, Kautschuk, Guttapercha, Bitumina, oxydierende Öle u. dgl., können
verwendet werden. Alle Stoffe für diese Zwecke können allein oder in Verbindung
mit irgendwelchen Zusatzstoffen, TragstoffenE, Weiclimacher-oder Weicherh1altungsmitteln
in jeder gegebenen Anwendungsform sowohl einzeln als in Vereinigung miteinander
verwendet werden.
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Der aus diesen Stoffen als Schichtkörper gebildete Rohrkörper kann
in jeder beliebigen Stänke, sei es schwachwandig nur als Innenschicht oder mit stärkerer
Wandung als lnnen- und Außenwand des zu bi-ldenden Gefäßes, also des Endergebnisses,
hergestellt werden.
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Als Celluloseabkömmlinge kommen in Betracht, z. B. Äthylbenzyl-,
Methylcellulosen, Hydrat- und Hydrocellulosen, Cellulosenitrat, Celluloseazxetat,
Cellulosetriazetat, Vulkanfiber ui. dgl.; als Polymerisate sind verwendbar z. B.
insbesondere Polyvinylchlorid (beispielsweise bei Laugeakkumulatoren), ferner Mischpolymerisat,
Polystirol, Polyakrylsäureester, Polyvinylkarbazol, Butadienpolymerisate, Polyisobutylen,
alkylpolysulfide u. dgl.; als Kondensate kommen in Betracht z. B. Phenol-Kresol-Harze,
Harnstoff- und Thioharnstoffharze, Phtalharze, Anilinbarze, Melaminharze-, Superpolyamide
u. dgl.
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Sofern die chemisch widerstandsfähigen Stoffe in Verbindung mit einer
tragenden Bahn vorgesehen sind, können diese auch vorher in irgendeiner Weise vor
oder bei deren Bildung eingebracht sein oder als -Durch-und-Durchtränkung, als doppelseitiger
oder einseitiger Aufstrich angewendet werden'. Sofern nur eine Innenwandung in dieser
Weise hergestellt wurde, die, wenn auch weniger vorteilhaft, auch für sich in anderer
Art, z. B. nach dem Strangpreßverfahren, erzeugt werden kann, erfolgt deren weitere
Ummantelung unter Fortsetzung des Wickelverfahrens mit den den eigentlichen stabilen
Gefäßlsörper bildenden beahnförmigen Baustoffen, weiche als tragender Teil die äußeren
Gebrauchsansprüche zu erfüllen haben.
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Für die Außenwandung bedient man sich vorzugsweise mit Bindemitteln
versehener verfilzter, verwirkter oder verwebfer Faserstoffbahnen oder Papierbahnen,
welche aus allen beliebigen Natur- und Kunstfaserarten organischer oder anorganischer
Art, wie z. B.
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Natron-, Sulfat- oder Sulfiteelluliose, Baumwolle, Linters, Leinen,
Hanf, Flachs, Jute, Wolle, Seide, Zellwolle, Kunstseide, Asbest,
Glaswolle,
Schlackenwolle u. dgl., sei es allein oder im Gemisch miteinander, hergestellt sein
können. Diese Faserstoff- oder Papierbahnen werden unter der Mitwirkung von Bindemitteln,
wie insbesondere von Kunstharzen, in der gleichen Weise wie die gewickelte Innenwandung
verarbeitet und in der geleichen Weise mit den Bindemitteln in Verbindung gebracht,
wie es bei Verwendung einer gemeinsamen tragenden Bahn vorbeschrieben worden ist.
Als Kunstharze eignen sich hierzu besonders die härtbaren Kunstharze, welche in
der Lage sind, 4em Rohrkörper beim Fertigpressen höchste Stabilität zu verleihen
und vorzugsweise nur mit dem Anteil zur Verwendung kommen, welcher das günstigste
Festigkeitsergebnis im Mischungsverhältnis zwischen Faserstoff und Bindemittel erreichen
läßt.
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Nach Beendigung des Wickelverfahrens kann der Rohrkörper in bekannter
Weise ausgehärtet bzw. in Preßformen nachgepreßt werden, doch kann das Xachpressen
auch bis zum erfolgten Abschluß durch den B;odenteil warten.
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Der so entstandene Rohrliörper wird nunmehr durch Anbringen des Bodenteils
zum Gefäß vervollständigt, was in der oben bereits erwähnten Art und Weise geschehen
kann.
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Am einfachsten ist es, beim Wickeln des Rohrkörpers bereits eine
für die Bodenfläche ausreichende größere Bahnbreite vorzusehen, so daß ein überstehender
Rand entsteht, welcher durch eine Absetzung des Wickeldornquerschnitts an dieser
Stelle auf einen geringeren Querschnitt ein druckfreies Aufwickeln dieses Bahnteils
ermöglicht. Man kann auch an den Druok- bzw. Heizwalzen Aussparungen vorsehen oder
die Walzen entsprechend kürzer halten, so daß eine Druck- bzw. Wärmeeinwirkung dieser
Walzen auf die überstehenden Ränder von außen ebenfalls entfällt. Man kann aber
diesen Rand auch als Einlagestreifen miteinwickeln, gegebenenfalls ganz oder teilweise
ohne Bindemittelgehalt (zwecks Vornahme eines späteren besonderen Tränkens u. dgl.
mit Bindemitteln), und auf diese Weise den Stoff für den boden in einem Stück mit
dem Rohrkörper einbringen.
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Dieser übersteh ! ende Rand wird dann in einer Vorrichtung, am besten
maschinell, kunstgerecht durch Falten, Rändeln, Einschnitte oder Stanzen u. dgl.
für das spätere Pressen in einem Preßwerkzeug vorgeformt, nachdem er gegebenenfalls
durch Anfeuchten, Tränken, Erwärmen u. dgl. hierfür noch besonders geschmeidig gemacht
worden ist, was sich besonders bei stärkeren Bodenteilen empfiehlt. Danach wird
der Rohrkörper, gegebenenfalls unter Anwendung einer inneren Einlage für den Bodenteil,
aus dem Stoff der Innenivand bzw. einer beliebigen äußeren Auffage, in eine Preßvorrichtung
gebracht und der Bodenteil, zweckmäßig unter Druck und Hitze und unter gleichzeitigem
Nachpressen des Ganzen, endgültig angeformt, so daß auf diese Weise ein einheitliches
dichtes Gefäß entsteht. Für dea Bemessen der Bodenstärke hat man es in der Hand,
den Rand aus nur einem Teil der vorgesehenen Wandstärke zu bilden.
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Ein weiteres Verfahren der Bodenbilidung am rohrkörper ist dessen
Anformen aus Preßstoff beliebiger Art in einer Preßform. wie z. B. aus Pulver-,
Schnitzel-, Flächenpreßstoff, Hartpapier u. dgl., unter Druck und HItze, wobei man
zum guten Haften des Preßstoffes auf dem Rohrkörper an den VErbindungsstellen auf
eine entsprechende Gestalt und Oberflächenbeschaffenheit sehen muß, beispielsweise
durch Anätzen oder Aufrauhen. naturgemäß ist dabei auf das Anwenden zusammenpassender
Bindemittel zu acnten. Hierzu wird der Rohrkörper in eine Preßform eingebracht und
wie eine Einlage umpreßt.
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Ferner kann man den bodenteil auch als formling für sich aus Preßstoff,
Metall, Pappe u. dgl. als Innen- oder Außenkappe anfertigen und entweder in einem
besonderen Arbeitsgang unter der wirkung von Kunstharzbined- oder Klebmittel in
beliebiger Weise, z. B. auch in Gestalt eines Leimfilmes, oder aber durch Einwickeln
beim Herstellen des rohrkörpers mit dem Rohrkörper verbinden und danach in einer
Preßvorrichtung unter Druck und Hitze beide Teile zu einem.
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Stück verschweißen. Auch hierbei gilt für die Verbindungsstellen das
Vorhergesagte.
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Für das Zusammenschweißen bedient man sich dabei zweckmäßig eines
inneren Einsatzstückes, welches verhindert, daß die Endkanten des Rohrkörpers dem
äußeren Preßdruck irgendwie nachgeben können, Selbstverständlich kann man auch sowohl
eine Innen- wie außenkappe für die bodenbildung benutzen und, falls man für die
letztere metall wählt, diese noch besonders durch Einbördeln in eine vorgesehene
Halterille des Rohrkörpers oder sonstwie mechanisch sichern.
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In allen Fällen ist es notwendig, auf das Einhalten gleichartiger
Stoffe, insbesondere an den inneren Berührungsstellen von Gefäßwandung und Bodenteil.
gegebenenfalls durch Gebrauch von mit einzupressenden Einlagen, zu achten.
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Der Deckel kann aus jedem beliebigen, für den Gebrauchszweck in Frage
kommendeti Bau- und Preßstoff hergestellt werden,
vorzugsweise in
Gestalt einer Außenkappe, welche auch innen über die Gefäßränder übergreift, um
festsitzedn aufgedrückt werden zu können. Dieser Deckel kann auch unlösbar fest
mit dem Gefäß in der Weise verhunden werden, daß unter Mitwirkung von härtbaren
oder sonstigen Kunstharzen in genau der gleichen Weise wie beim Bodenteil eine feste
VErschweißung mit dem Gefäß hergestellt wird. Baulich kann der Deckel, naturgemäß
unter Anpassung an den Gefäßquerschnitt, in beliebiger Form hergesttellt werden
und sowohl notwendige Gewinde für Verschlüsse, Anschlüsse und Verhindungsteile für
Einbauteile u. dgl. eingepreßt erhalten.
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Beim Verwenden von völlig oder teilweise durchscheinenden Stoffen
als Baustoffe für Gefäß und Deckel, wie z. B. von kristallklaren Celluloseabkömmlingen,
Polymerisaten oder libllen Kondensaten, allein oder in verbindung mit reinweißeu
Faserarten, wie gebleichten Cellulosen, lassen sich durch scheinende bzw. milchglasähnliche
Wirkungen oder auch unter Benutzung von Farben als Schutzmittel für den Gefäßinhalt
Farbschutzwirkungen erreichen, welche für die verschiedenen Gebrauchszwecke wertvoll
sein können. Die in der Hauptsache in Betracht kommenden Baustoffe verleihen den
Gefäßen ferner den Wert hochwertiger elektrischer Isolatoren, was ebenfalls für
einige Anwendungszwecke von Bedeutung ist, z. B. wenn diese als Elektrolytbehälter
angewedet werden sollen. Ihre hohe mechanische Festigkeit gewährleistet, daß die
aus den besten anwendbaren Baustoffen nach der Erfindung hergestellten Erzeugnisse
als vollwertiger Ersatz auch überall dort für industrielle Zwecke als Stand- und
Verpackungsgefäße verwendbar sind, wo bisher nur Ausführungen aus Metall genügt
haben.
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Die Gegenstände der Unteransprüche genießen keinen selbständigen
Schutz, sondern nur im Zusammenhang mit dem Gegenstand des Hauptanspruchs.