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Transportabler elektrischer Akkumulator Die Erfindung betrifft einen
transportablen elektrischen Akkumulator mit elastischen Mitteln zwischen den unter
Druck auf Abstand gehaltenen Platten und mit feinporigen, elektrolytdurchlässigen
Scheidern zwischen diesen Platten.
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Die bekannten Akkumulatoren dieser Art besitzen verschiedene Nachteile,
die insbesondere im Hinblick auf die Transportierbarkeit gegeben sind. Bei einem
transportierbaren Akkumulator muß für eine elastische gegenseitige Halterung der
Platten gesorgt sein, die auch stärkere Stöße zuverlässig abfängt und dadurch eine
Plattenbeschädigung, die sonst leicht gegeben ist, vermeidet. Außerdem ist es wünschenswert,
daß bei solchen Akkumulatoren der Schlammraum vermieden wird, und zwar einerseits,
da der Schlammraum in ungünstiger Weise das tote Gewicht und den toten Raum des
Akkumulators erhöht, und andererseits, da das Hochwirbeln des Schlammes, wie es
bei einem häufigen Transportieren nicht zuverlässig vermieden werden kann, leicht
zu Kurzschlüssen führt.
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Bei den bekannten Akkumulatoren werden diese Forderungen nur sehr
unvollkommen bzw. nur mit verhältnismäßig sehr teuren Mitteln erfüllt.
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Bei dem bekannten Akkumulator mit gewelltem, gelochtem Polyvinylchloridscheider
mit zusätzlicher Holzfolie ist zwar eine gegenseitige elastische Plattenabstützung
gegeben, aber dieser Scheider bewirkt die Abdeckun '- eines Teiles der wirksamen
Plattenoberfläche, die auch bei vorteilhaftester Anordnung der Löcher im Scheider
nicht vermieden werden kann und die eine unerwünschte Herabsetzung der Kapazität
des Akkumulators hervorruft. Außerdem ist bei diesem bekannten Akkumulator der ungünstige
Schlammraum nicht vermeidbar.
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Bei einem anderen bekannten Akkumulator sind Gummibänder vorgesehen,
die um die Platten der einen Polarität senkrecht verlaufend herumgelegt sind, um
die Platten elastisch auf Abstand zu halten. Es sind bei diesem Akkumulator zum
Teil auch noch zusätzlich Scheider der bekannten Art vorgesehen. Für diese Gummibänder
gilt das gleiche wie für die vorbeschriebenen bekannten Akkumulatoren. Auch durch
die Gummibänder erfolgt die Abdeckung eines Teiles der wirksamen Oberfläche der
Platten, und es ist der schädliche Schlammraum nicht vermieden.
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Weiterhin ist bereits ein Akkumulator bekanntgeworden, bei dem Glaswolle
mit oder ohne zusätzlichem, gelochtem Polyvinylehloridscheider zwischen den Platten
vorgesehen ist. Auch dieser Akkumulator hat die gleichen Nachteile der Abdeckung
eines Teiles der wirksamen Plattenoberfläche und der Nichtvermeidung des ungünstigen
Schlammraumes. Außerdem ist schon ein Akkumulator bekanntgeworden mit einem Scheider
aus sehr feinporigem Gummi, wobei auch vorgesehen ist, daß dieser Scheider die betreffende
Platte ganz umhüllt. Eine solche ganze Umhüllung führt zu einem Scheider in Form
einer Tasche. Durch einen solchen Scheider kann die Abdeckung eines Teiles der wirksamen
Oberfläche und auch der Schlammraum im wesentlichen vermieden werden. Andererseits
ist es auch möglich, mit einem solchen Scheider eine elastische Abstützung- der
Platten gegeneinander zu bewirken. Die Herstellung und der Einbau derartiger Scheider
ist jedoch außerordentlich umständlich, da die paßgerechte Formung einer Tasche
gegenüber einem als Fläche ausgebildeten Scheider zusätzliche Arbeits-,gänge erfordert,
die nüt geringer Toleranz durchgeführt werden müssen. Werden diese Arbeitsgänge
mit größerer Toleranz durchgeführt, so ist hingegen der Einbau der Taschen wiederum
schwieriger, oder die Taschen umschließen die Platten mit solchem Spielraum, daß
dadurch wiederum kein sicherer Sitz der Platten gewährleistet ist. Hinzu kommt noch
der Nachteil, daß die Platten durch die Taschen auch an ihren äußeren Rändern umschlossen
werden, so daß aus diesem Grunde ohnehin schon kein sicherer Sitz der Platten im
Akkumulatorenkasten gegeben ist. Ein weiterer Nachteil solcher Taschen ist dadurch
gegeben, daß sie beim Zusammendrücken der Platten, um diese schüttelsicher festzulegen,
auch an den positiven Platten fest anliegen und daß hierdurch leicht eine Säureverarmung,
vor allem in der unmittelbaren Umerebung der positiven Platten, entsteht. Es ist
zwar schon bekanntgeworden, diese Scheider an der der positiven Platte zugekehrten
Seite mit senkrechten
Rippen zu versehen. Ein solcher in Taschenform
hergestellter Scheider ist aber noch komplizierter und teurer als der vorstehend
beschriebene Scheider in Taschenform schlechihin.
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Es ist auch schon ein Akkumulator bekanni, in gummi als nichtleitendes,
elastisches und dem Schaumporöses Material für ein Diaphragma bzw. einen Separator
verwendet wurde. Bei diesem Akkumulator handelt es sich abor um einen ganz andersartigen
Elektrodenaufbau. Es sind bei diesem Akkumulator j sehr dünne Folien oder Platten
vorgesehen in einer Stärke bis zu fio,) mm, und der Schaumgummi ist der Träger dieser
dünen Folien. Dieser bekannte Akkumulataor hat den Nachteil einer geringen Kapazität,
da der Anteil der aktiven Masse am Gesamtraum bzw. am Gesamtgewicht des Akkumulators
klein ist. Derartige Akkumulatoren sind daher mit denen, auf die sich die Erfindung
bezieht, nicht vergleichbar.
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Es ist weiter vorgeschlagen worden, zwischen den Platten entgegengesetzter
Polarität einen Scheider an- 2 zuordnen, der mit Rippen versehen ist und auf diese
Weise den gegenseitigen Abstand der Platten bestimmt. Auch bei diesem bekannten
Akkumulator kann jedoch nicht auf einen Schlammraum, der -wie bereits erwähnt
- ein unerwünschtes totes Gewicht und totes Volumen mit sich bringt -. verzichtet
werden.
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Bei einem weiteren bekannten Separator wird auf ein Wollfilz beiderseitig
ein rechteckiger Rahmen aus C "ebracht, der etwas größer als das Hartaummi
aufg Wollfilz ist und an seinen Rändern durch Vulkanisation vereinigt wird, so daß
das Wollfilz zwischen zwei Hartgummirahmen eingeschlossen ist. Als Nachteil dieses
Scheiders ist vor allem seine umständliche und viele Arbeitsgänge erfordernde Herstellung
zu nennen, wobei sich vor allem die zur Verbindung der beiden Rahmen erforderliche
Hitzebehandlung mit ihrem unumgänglichen großen Zeitaufwand unangenehm bemerkbar
macht. Darüber hinaus gehen aber auch die von den Hartgummirahmen abgedeckten Teile
des Scheiders bzw. der durch den Scheider voneinander getrennten Platte für die
Stromlieferung verloren, so daß die aktive Masse der Elektroden nur teilweise ausgenutzt
werden kann.
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Bei einem anderen bekannten Separator ist an den Seitenkanten und
an der Unterseite ein Rahmen vorgesehen, der diese Separatorkanten umfaßt. Auch
dieser Scheider ist sehr umständlich und kostspielig zu fertigen, da für die Befestigung
des Rahmens an dem Scheider ein eigener Arbeitsgang erforderlich ist. Er muß entweder
mit dem Scheider verklebt oder verschweißt werden, da andernfalls nicht gewährleistet
ist, daß er während des Einbaues zwischen den Platten seine Stellung auf dem Separator
beibehält.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einfache und billig herzustellende
und so ausgebildete und angeordnete Mittel zur Halterung der Platten vorzusehen,
daß bei sicherer Halterung praktisch keine kapizitätsvermindernde Abdeckung der
Plattenoberfläche gegeben ist und daß diese Mittel zugleich ein Abfangen des Schlammes
bewirk-en, so daß der ungünstige Schlammraum vermieden wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Platten
und#!oder die Scheider die Träger der Rahmen aus elastischem, porösem, elektrolytdurchlässigem
Schaumstoff sind und daß der einzelne Rahmen aus einem in sich geschlossenen flachen
Band gebildet ist, das mit elastischer Spannung um den Rand des den Rahmen tragenden
Teiles herum-Cre #, , leg' ist, so daß dieser Teil beidseitig vom Rahmen
eingefaßt ist.
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Derartige Bänder nach der Erfindung haben den Vorteil, daß sie die
Platten längs eines wesentlichen Teiles ihres Umfanges bzw. längs ihres ganzen Uniianges
elastisch halternd gegeneinander abstützen. Diese Abstützung ist nach statisch-mechanischen
Gesichtspunkten außerordentlich günstig und erweist sich als widerstandsfähig auch
bei stärkeren Stößen. denen der Akkumulator gegebenenfalls ausgesetzt sein kann.
Außerdem ist es bei der erfindungsgemäßen Anordnung solcher Bänder von Vorteil,
daß die eigentlichen Scheider, die auch in an sich bekannter Weise ausgebildet sein
können, die Platten unter Druck nicht berühren, da die Druckberührung nur gt. Dennoch
wird etwa auf dem Rand der Platten lieg ausfallende Masse durch die von den Bändern
und den Scheidem für die Platten gebildeten Taschen zuverlässi- und kurzschlußsicher
abgefangen, so daß ein Schlammraum bei dem erfindungsgemäßen Akkumulator absolut
unnötig ist.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die Bänderanordnung
an und für sich schon keine kapazitätsmindemde Abdeckung der wirksamen Plattenoberfläche
gegeben ist, da die Bänder nur auf. dem Umfang des Plattengitters aufzuliegen brauchen,
so daß die aktive Masse der Platten nicht abgedeckt wird.
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Hinzu kommt aber noch als wesentlicher Vorteil der Erfindung, daß
die aus porösem, elektrolytdurchlässigem Schaumstoff gebildeten Bänder auch dann
keine kapazitätsmindernde Abdeckung der wirksamen Plattenoberfläche bewirken, wenn
sie in den Bereich der aktiven Masse der Platten hineinreichen, da - wie
durch Versuche festgestellt wurde - ein solcher Schaumstoff eine derart gute
Durchlässigkeit besitzt, daß eine nachteilige Wirkung im Sinne einer Kapazitätsverminderung
nicht gegeben ist.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht noch darin, daß die hier
beschriebenen Vorteile erreicht werden, ohne daß durch die Bänder ernstlich ins
Gewicht fallende zusätzliche Kosten entstehen, da bei dem heutigen Stand der Schaumstoff.technik
die Herstellung solcher Bänder von geeigneter Porengröße und Durchlässigkeit sowie
von geeigneten elastischen Eigenschaften ganz billig möglich ist, und daß diese
geringen Kosten bei weitem ausgeglichen werden durch die Verkleinerung der Akk-umulatorenkästen
und die Verringerung des Elektrolytvolumens, die durch den Fortfall des Schlammraumes
möglich sind. Hinzu kommt noch, daß durch die wirklich stoßsichere Plattenhalterung
die Lebensdauer des Akkumulators auch bei häufigem Transport desselben verlängert
wird. Auf diese Weise wird der geringfü-jcre Mehrpreis für die Bänder bei weitem
durch die beschriebenen Einsparungen überwogen.
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Nach der Erfindung sind die Platten undl!oder die Scheider die Träger
der Bänder, die mit elastischer Spannung um den Rand des das Band tragenden Teiles
herumgelegt sind, so daß dieser Teil beidseitig von dem Band eingefaßt ist. Diese
Ausführungsart ist ganz besonders einfach, da die Länge bzw. der Umfang des flachen
Bandes mit verhältnismäßig großer Toleranz gewählt sein kann und dennoch infolge
der Elastizität des Materials stets passend auf das tragende Teil aufgebracht werden
kann. Zweckmäßig ist der Umfang des Bandes in ungedehntem Zustand angemessen kleiner
gewählt als der Randumfang
des tragenden Teiles, so daß ein sicheres
Festliegen des Bandes auf diesem Teil gewährleistet ist. Infolge der Elastizität
des Bandmaterials legt sich dieses dann auf beiden Seiten des Randes des tragenden
Teiles rahmenförmig an.
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Nach einer anderen Ausführungsart der Erfindung sind die Platten und/oder
die Scheider wiederum die Träger der Bänder, und es sind diese jeweils auf dem tragenden
Teil, vorzugsweise dem Scheider, durch Schweißun- oder Klebung befestigt. Insbesondere
wenn die Bänder auf den Scheidern befestigt sind, können die Bänder und die Scheider
in einem besonderen Fabrikationsgang, der mit der Endmontage des Akkumulators nichts
zu tun hat, vorbereitet sein, so daß durch eine Fließfertigung innerhalb dieses
besonderen Fabrikationsganges ebenfalls eine billige Herstellung gegeben ist.
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Bei den beiden vorgenannten Ausführungsarten der Erfindung ist vorgesehen,
daß grundsätzlich bekannte Scheider Verwendung finden können. Zweckmäßig geeignete
Scheider dürften dabei solche sein, die in bekannter Weise aus feinporigem, elektrolytdurchlässigem
Gummi hergestellt sind, wobei mehr oder weniger härtende Zusätze verwendet sind.
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Demgegenüber steht eine weitere Ausführungsart der Erflindung, bei
der die aus dem gleichen Schaumstoff wie die Bänder bestehenden Scheider mit diesen
einstückig sind, wobei der Gesamtquerschnitt durch beide U-Form, Doppel-T-Form oder
eine ähnliche Form besitzt. Diese erlindungsgemäße Ausführungsart ist in der Herstellung
ganz besonders einfach, da sie lediglich die einmalige Beschaffung geeigneter Formen
für die Formung des Schaumstoffes bedingt, im übrigen aber jeglicher zusätzliche
Arbeitsgang, der etwa in dem überziehen von Rändern besteht, vermieden wird.
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Bei einem Gesamtquerschnitt in Doppel-T-Form ist es grundsätzlich
einerlei, wie herum der Scheider einschließlich Band beim Zwischenlegen zwischen
die Platten angeordnet ist. Bei einem Querschnitt in U-Forin ist dagegen eine solche
Anordnung zweckmäßig, bei der der als Scheider wirkende Teil an den negativen Platten
einen stärkeren und an den positiven Platten einen schwächeren Andruck erhält.
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Die weiche Elastizität der aus elastischem Schaumstoff hergestellten
Bänder bzw. Scheider gemäß der Erfindung gestattet zunächst in der Hauptsache nur
einen Einbau zwischen die Platten, wenn der Plattensatz des Akkumulators nach dem
sogenannten Schachtelverfahren zusammengesetzt ist.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung können die Bänder an ihrer oberen
Seite eine große Porosität aufweisen und besitzen hierzu an dieser Stehe z. B. Löcher,
Schlitze oder eine geringere Dicke. Durch diese Ausführungsart wird der Austritt
von entstehenden Gasen aus dem von den Bändern mit den Scheidern gebildeten Taschenraum
erleichtert.
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Als Stoff für die erfindungsgemäßen Bänder bzw. Scheider kann ein
an sich bekannter Schaumgummi oder ein an sich bekannter Schaumkunststoff Verwendung
finden. Insbesondere Schaumgummi oder Schaumkunststoff von verhältnismäßig kleiner
Porenaröße und großem Porenvolumen sind dafür geeignet. In der Zeichnung ist die
Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt Fig. 1 in
perspektivischer Darstellung einen Scheider, dessen Rand von einem Band aus Schaumstoff
eingefaßt ist, Fig. 2 in perspektivischer Darstellung eine einzelne Elektrod2nplatte,
deren Rand von einem Band aus Schauriisioff eingefaßt ist, Fig. 3 eine perspektivische
Darstellung von einem in sich geschlossenen flachen Band aus Schaumstoff, das mit
elastischer Spannung um den Rand des Scheiders gemäß Fig. 1 oder um den Rand
der Elektrodenplatte gemäß Fig. 2 herumgelegt werden kann, Fig. 4 einen Schnitt
durch eine zusammengesetzte Anordnung von drei Elektrodenplatten und zwei dazwischen
befindlichen Scheidern in zunächst noch nicht zusammengepreßtem Zustand, wobei der
Rand der Scheider jeweils eingefaßt ist von einem Band aus Schaumstoff gemäß Fig.
1 oder 3,
Fig. 5 einen Schnitt durch eine zusammengepreßte Anordnung
gemäß Fig. 4 im endgültigen, eingebauten, zusammengepreßten Zustand, Fig.
6 einen Schnitt durch eine zusammengesetzte Anordnung, die ebenso wie die
zusammengesetzte Anordnung gemäß Fig. 5 als Teil einer größeren zusammengesetzten
Anordnung angesehen werden kann, wobei jedoch im Gegensatz zu Fig. 5 die
Elektrodenplatten am Rand von Bändern aus Schaumstoff gemäß Fig. 2 bzw.
3 eingefaßt sind, während die Scheider ohne Einfassung dazwischengelegt Cr
sind, Fig. 7 einen Schnitt durch einen Scheider aus Schaumstoff, der mit
dem aus dem gleichen Schaumstoff bestehenden Band einstückig ist, wobei der Gesamtquerschnitt
U-Form besitzt, Fig. 8 einen Schnitt durch einen Scheider mit Band gemäß
Fig. 7, wobei jedoch der Gesamtquerschnitt Doppel-T-Form besitzL In Fig.
1 ist 1 der Scheider, der in an sich bekannter Weise ausgeführt sein
kann, beispielsweise als Scheider aus Gummi mit sehr vielen kleinen Poren, um ihn
porös und elektrolytdurchlässig zu machen. Der Scheider 1 ist eingefaßt von
einem Band 2 aus Schaumstoff, das elastisch, porös und elek-trolytdurchlässig, aber
schlammundurchlässig ist. Diese Forderung kann durch zweckmäßige Wahl der Porengröße
des Schaumstoffes erreicht werden. Das Schaumstoffband ist mit elastischer Spannung
um den Rand des Scheiders 1 herumgelegt zu denken, so daß die Ränder des
flachen Bandes 2 den Rand des Scheiders 1 beiderseitia umschließen. Das Band
besitzt auf seiner späteren Oberseite die Löcher 3, die zur Erhöhung der
Porosität an dieser Stelle dienen. Entsprechende Löcher können auch in einem Teil
des flachen Bandes 2 vorgesehen sein, wobei dieser Teil des Bandes 2 beim Herumlegen
um den Scheider 1 an dessen Oberseite zu bringen ist.
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Entsprechendes gilt auch für die Anordnung gemäß Fig. 2, bei der das
Band 2 um die Elektrodenplatte 4 herumgelegt ist. Bei dieser Anordnung muß das Band
2 noch die Öffnung 5 besitzen, durch die der Elektrodenanschluß
6 hindurchgesteckt werden kann.
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Sinngemäß gilt das Vorstehende auch für die Anordnung gemäß Fig.
6, jedoch mit dem Unterschied, daß hier die Bänder 2 die Elektrodenplatten
4 bzw. 4' am Rande umfassen.
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In den Fig. 7 und 8 sind die Scheider 7 und
8 dargestellt, die jeweils mit dem betreffenden Band aus dem gleichen Schaumstoff
einstückig hergestellt sind. Dabei ist der Gesamtquerschnitt des Scheiders
7 einschließlich Band U-förmig und der Gesamtquerschnitt des Scheiders
8 einschließlich Band doppel-T-förmig.
Als Schaumstoff für
die Bänder und ebenso für die Scheider 7 und 8 kommt in erster Linie
Schaumgummi in Frage mit durchgehenden Poren, wobei die Porosität so zu
Wählen ist, daß eine gute Elektrolytdurchlässigkeit gegeben ist, dagegen
der Durchtritt von Schlamm durch die Poren verhindert ist.
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Weiterhin kommt auch Schaumkunststoff in Frage, für den der Kunststoff
insbesondere mit Rücksicht auf eine Inaktivität gegenüber dem Elektrolyten zu wählen
ist.