-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung zumindest einer Rohrplatte eines Bleiakkumulators mit folgenden Schritten: Anordnen eines Seelengitters, das eine Vielzahl an Bleistäben aufweist, in eine Taschenanordnung, die nebeneinander liegende Röhrchen aufweist, wobei jeweils ein Bleistab in ein Röhrchen eingeführt wird; und Befüllen der Röhrchen mit einer pastenförmigen aktiven Masse. Ferner betrifft die Erfindung eine geeignete Rohrplattenfüllmaschine.
-
Aus weiteren Druckschriften
DE 32 07 601 C1 und
DE 25 46 688 A1 sind herkömmliche Rohrplattenfüllmaschinen zur Herstellung von Bleiakkumulatoren bekannt, die jeweils ein Seelengitter mit Bleistäben und eine Taschenanordnung mit nebeneinander liegenden Röhrchen aufweisen. Die dazugehörigen Verfahren zur Herstellung zumindest einer Rohrplatte eines Bleiakkumulators sehen dabei vor, dass die nebeneinander liegenden Röhrchen der Taschenanordnung, in denen jeweils ein Bleistab angeordnet ist, in einem Hub befüllt werden. Dabei hat sich als Nachteil herausgestellt, dass mit Hilfe dieser Verfahren eine gleichmäßige Füllung nicht erzielbar ist.
-
Aus der
DE 24 19 107 A1 ist ein entsprechendes Verfahren bekannt, bei dem die nebeneinander liegenden Röhrchen, in denen jeweils ein Bleistab (Bleiseele) angeordnet ist, der Taschenanordnung mit der pastenförmigen aktiven Masse gefüllt werden. Des Weiteren ist es bekannt, dass durch eine Erhöhung des Wassergehaltes der pastenförmigen aktiven Masse, diese derart fließfähig gemacht werden kann, dass sie zuverlässig in sämtliche Bereiche der Röhrchen einpressbar ist und dass weiterhin durch den erhöhten Wassergehalt verbesserte Eigenschaften solcherart hergestellter Bleiakkumulatoren entstehen. Nachteilig jedoch kann sein, dass mit dem aus den Röhrchen durch die Poren austretenden Wasser Pastenteilchen der aktiven Masse mitgeschwemmt werden und sich hierdurch ein Materialverlust innerhalb der Taschenanordnung einstellt. Es ist ferner nachteilig, dass aufgrund des Wasseraustritts aus den Poren der Röhrchen beim Füllen nur Röhrchen bis zu einer bestimmten begrenzten Menge mit Masse befüllt werden können, da mit steigendem Flüssigkeitsaustritt die Masse zunehmend zäher wird. Die aktive Masse verfestigt sich schließlich in dem Röhrchen, bevor eine vollständige Füllung des Röhrchens erreicht ist. In einem solchen Fall ist selbst bei Anwendung eines höheren, noch vertretbaren Druckes eine vollständige Füllung nicht erzielbar.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die oben genannten Nachteile zu vermeiden, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Rohrplatten eines Bleiakkumulators zu schaffen, wodurch eine gleichmäßige und vollständige Befüllung aller Röhrchen einer Taschenanordnung erzielt werden kann, wobei insbesondere die Möglichkeit geschaffen wird, lange Röhrchen von größeren Rohrplatten vollständig zu befüllen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch sämtliche Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. In den abhängigen Patentansprüchen sind mögliche Ausführungsformen beschrieben.
-
Erfindungsgemäß ist eine Dosiervorrichtung vorgesehen, die zumindest in zwei hintereinander geschalteten Hüben, die voneinander zeitlich getrennt sind, die Röhrchen einer Taschenanordnung befüllt, wodurch eine gleichmäßige und vollständige Befüllung der Taschenanordnung mit der aktiven Masse erzielbar ist. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass bei der Verwendung von mehreren Füllhüben, die hintereinander zeitlich geschaltet sind, die Röhrchen mit der aktiven Masse gleichmäßiger, homogener und vollständig gefüllt werden können, wobei gleichzeitig die Rohrplattenfüllmaschine, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird, anlagenschonender gefahren werden kann. Des Weiteren hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass die Dosiervorrichtung die aktive Masse mit einem reduzierten Fülldruck in die Taschenanordnung einpressen kann und damit eine homogene Segmentmasseverteilung innerhalb der pastenförmigen aktiven Masse begünstig wird. Die aktive Masse ist vorteilhafterweise ein Gemisch aus Bleioxid in Pulverform, Wasser und insbesondere aus einem wasserlöslichen Verdickungsmittel, welches in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, um das Wasser zu absorbieren und der Masse eine stabile plastische Konsistenz zu vermitteln. Über die Dosiervorrichtung ist das Füllvolumen pro Hub einstellbar. Vorteilhafterweise ist eine Steuereinheit vorgesehen, die in Datenkommunikation mit der Dosiervorrichtung steht, wodurch neben dem Füllvolumen weitere Betriebsparameter wie Fülldruck, Füllgeschwindigkeit etc. einstellbar sind.
-
In einer bevorzugten Ausführungsvariante werden zwei Hübe für die Befüllung der Taschenanordnung verwendet, wobei insbesondere das erste Füllvolumen des ersten Hubes dem zweiten Füllvolumen des zweiten Hubes entspricht. Ebenfalls ist es denkbar, dass die Füllvolumina des ersten und des zweiten Hubes sich unterschieden.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Dosiervorrichtung mindestens eine Kolbeneinheit auf, die in einem ersten Arbeitsschritt einen ersten Schuss durchführt, in dem die aktive Masse in die Taschenanordnung geführt wird und die Röhrchen teilweise mit der aktiven Masse gefüllt werden, und die in einem zweiten Arbeitsschritt einen zweiten Schuss durchführt, in dem zusätzliche aktive Masse in die Taschenanordnung geführt wird und die Röhrchen vollständig mit der aktiven Masse gefüllt werden. Vorteilhafterweise nimmt die Kolbeneinheit nach dem ersten Arbeitsschritt und vor dem zweiten Arbeitsschritt einen Saughub vor, bei dem die Kolbeneinheit mit der aktiven Masse erneut befüllt wird.
-
In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung kann die Kolbeneinheit einen Arbeitskolben aufweisen, der die aktive Masse in die Taschenanordnung drückt. Das bedeutet, dass die Kolbeneinheit nämlich einen Arbeitskolben aufweist, der für die jeweiligen Arbeitshübe zuständig ist. Nachdem der erste Schuss durch den Arbeitskolben vorgenommen worden ist, wird die Dosiervorrichtung entsprechend geschaltet, dass der Arbeitskolben erneut aktive Masse ansaugt und in den Kolben einfließen lässt. Anschließend erfolgt der weitere zweite Schuss des Arbeitskolbens, wodurch die restliche aktive Masse in die Röhrchen der Taschenanordnung gepresst wird.
-
Alternativ kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass mindestens zwei voneinander getrennte Arbeitskolben vorgesehen sind, die sequentiell den ersten Schuss und den zweiten Schuss durchführen. Das bedeutet, dass der erste Arbeitskolben ein erstes Füllvolumen in die Taschenanordnung drückt und der zweite Arbeitskolben zeitlich nachgeschaltet ein zweites Füllvolumen in die Taschenanordnung drückt.
-
Erfindungsgemäß kann die Kolbeneinheit pneumatisch oder hydraulisch betrieben werden.
-
Die Taschenanordnung ist vorzugsweise ein Fließ, Gewebe, Gewirk, eine Folie oder eine Kombination davon. Die Taschenanordnung ist vorteilhafterweise ein weitgehend dichtes und flexibles Material mit isolierenden elektrolytdurchlässigen Eigenschaften.
-
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine Düsenleiste mit einer der Anzahl der Röhrchen entsprechenden Anzahl an Düsen vorgesehen ist, durch die die aktive Masse in die Röhrchen geführt wird, wobei eine Abdichteinheit vorgesehen ist, die beim Befüllen der Röhrchen eine Leckage zwischen jeder Düse und dem Röhrchen verhindert. Die Düsenleiste ist vorteilhafterweise über flexible Schläuche mit der Dosiervorrichtung verbunden. Der Hub und die Betätigungszeit des zur Dosiervorrichtung gehörenden Arbeitskolbens sind einstellbar, um in einfacher Weise auch verschiedenste Rohrplattengrößen füllen zu können. Vorteilhafterweise ist die Düsenleiste beweglich an der Rohrplattenfüllmaschine gelagert, wobei für die Befüllung die Düsenleiste an die Röhrchen der Taschenanordnung herangerückt wird, so dass jede Düse in ihr zugeordnetes Röhrchen ragt.
-
Die Abdichteinheit weist vorzugsweise flexible Abdichtelemente auf, wobei jedes Abdichtelement einem Röhrchen zugeordnet ist, die den vorhandenen Spalt zwischen der Düse und dem Röhrchen während der Befüllung schließen. Erfindungsgemäß kann das Abdichtelement ballonartig während der Befüllung aufblasbar sein und an der Düse sowie am Röhrchen während der Befüllung anliegen. Die Abdichteinheit kann beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch betrieben werden. Neben der Verhinderung von Leckagen kann durch die Abdichteinheit das Füllverhalten in der Taschenanordnung optimiert werden. Vorteilhafterweise ist die Abdichteinheit an der Düsenleiste mit integriert.
-
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Niederhaltevorrichtung vorgesehen, die beim Befüllen der Röhrchen die Taschenanordnung in eine gewünschte Befüllposition fixiert. Somit können insbesondere lange Röhrchen gezielt arretiert werden. Es hat sich gezeigt, dass ohne eine derartige Niederhaltevorrichtung während des Befüllens sich eine Strömung innerhalb der Röhrchen einstellt, die eine gewisse Krümmung der Taschenanordnung nachteiligerweise nach sich zieht. Durch die Niederhaltevorrichtung, die in einer bevorzugten Ausführungsform zwei Fixierungsplatten aufweist, kann eine Krümmung während der Befüllung wirkungsvoll vermieden werden. Hierbei liegen die Fixierungsplatten während der Befüllung jeweils an beiden Seiten der Taschenanordnung an. Zweckmäßigerweise weist die Fixierungsplatte eine innen liegende und eine außen liegende Fläche auf, wobei die innen liegende Fläche der geometrischen Kontur der Taschenanordnung angepasst ist. Die innen liegende Fläche stellt somit das „Negativ” der geometrischen Kontur der Taschenanordnung dar. In einer die Erfindung verbessernden Maßnahme sind die Fixierungsplatten in einer ersten Position beabstandet zur Taschenanordnung und kontaktieren in einer zweiten Position die Taschenanordnung, wobei insbesondere eine Bewegung der Fixierungsplatten in die jeweilige Position pneumatisch erfolgt.
-
Sämtliche Antriebsmittel, insbesondere der Dosiervorrichtung, der Abdichteinheit und der Niederhaltevorrichtung sind an eine integrierte Steuereinheit angeschlossen und im Zyklus ihrer Tätigkeit aufeinander abgestimmt.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ferner durch eine Rohrplattenfüllmaschine gemäß dem Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsalternativen sind in den abhängigen Ansprüchen 10 bis 19 vorgeschlagen.
-
Des Weiteren wird eine Rohrplattenfüllmaschine zur Herstellung zumindest einer Rohrplatte eines Bleiakkumulators vorgeschlagen, bei der ein Seelengitter, das eine Vielzahl an Bleistäben aufweist, in eine Taschenanordnung angeordnet wird, die nebeneinander liegende Röhrchen aufweist, wobei jeweils ein Bleistab in ein Röhrchen eingeführt wird und anschließend jedes Röhrchen mit einer pastenförmigen aktiven Masse befüllt wird, wobei eine Dosiervorrichtung vorgesehen ist, die zumindest in zwei hintereinander geschalteten Hüben, die voneinander zeitlich getrennt sind, die Röhrchen einer Taschenanordnung befüllt, wodurch eine gleichmäßige und vollständige Befüllung der Taschenanordnung mit der aktiven Masse erzielbar ist. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Dosiervorrichtung zwei Arbeitskolben aufweist, die sequenziell den ersten Schuss und den zweiten Schuss durchführen.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
-
1a eine rein schematisch dargestellte Ausführungsform eines Teilbereichs einer Rohrplattenfüllmaschine, wobei die Röhrchen der Taschenanordnung ungefüllt sind,
-
1b die Rohrplattenfüllmaschine gemäß 1a, wobei die Röhrchen der Taschenanordnung teilweise befüllt sind,
-
1c die Rohrplattenfüllmaschine gemäß 1a, wobei die Röhrchen vollständig befüllt sind,
-
2 eine vereinfachte Darstellung in Draufsicht auf ein Röhrchen einer Taschenanordnung,
-
3 eine vereinfachte Darstellung einer Niederhaltevorrichtung mit Fixierungsplatten, die sich in einer ersten Position befinden und
-
4 die Niederhaltevorrichtung gemäß 3, wobei sich die Fixierungsplatten in einer zweiten Position befinden.
-
Das eingangs beschriebene Problem des unvollständigen Befüllens von insbesondere langen Röhrchen einer Taschenanordnung lässt sich durch die in den Zeichnungen 1 bis 4 dargestellten Vorrichtungen verhindern. In 1a bis 1c ist ein Teilbereich einer Rohrplattenfüllmaschine dargestellt. Hierbei dient die Rohrplattenfüllmaschine zur Herstellung von Rohrplatten eines Bleiakkumulators. Innerhalb einer Taschenanordnung 20, die nebeneinander liegende Röhrchen 21, die auch als Mantelrohe bezeichnet werden können, aufweist, ist ein Seelengitter 10 angeordnet. Das Seelengitter 10 weist eine Vielzahl an Bleistäben 11 auf, die einseitig durch eine Gitterbrücke 12 miteinander verbunden sind. Um eine Rohrplatte eines Bleiakkumulators herzustellen, ist es notwendig, den Zwischenraum zwischen dem Röhrchen 21 und dem Bleistab 11 mit einer aktiven Masse 22 zu befüllen. Nachdem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die einzelnen Bleistäbe 11 in die Röhrchen 21 eingeführt wurden, erfolgt ein Befüllen der Röhrchen 21 mit der pastenförmigen aktiven Masse 22.
-
Zum Befüllen der einzelnen Röhrchen 21 wird eine Düsenleiste 40, die beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch angetrieben wird, in Richtung der Taschenanordnung 20 bewegt. Die Düsenleiste 40 weist eine Vielzahl an Düsen 41 auf, wobei gemäß 1a bis 1c jede Düse 41 in ein zugehöriges Röhrchen 21 zumindest teilweise hineinragt. Zwischen jeder Düse 41 und dem Röhrchen 21 besteht ein Spalt 3. Erfindungsgemäß wird nun über eine Dosiervorrichtung 30 in zwei hintereinander geschalteten Hüben die Taschenanordnung 20 befüllt. Die hintereinander geschalteten Hübe sind hierbei voneinander zeitlich getrennt. Gemäß 1b ist gezeigt, dass jedes Röhrchen 21 ungefähr hälftig mit der aktiven Masse 22 befüllt ist. Gemäß 1c sind die Röhrchen 21 vollständig mit der pastenförmigen aktiven Masse 22 befüllt. Es hat sich gezeigt, dass mit Hilfe von zwei unabhängigen Füllhüben eine gleichmäßige und vollständige Befüllung der Taschenanordnung 20 mit der aktiven Masse 22 erzielbar ist.
-
Hierbei ist es in einer ersten Ausführungsalternative denkbar, dass die Dosiervorrichtung aus einer Kolbeneinheit 30 besteht, wobei die Kolbeneinheit 30 aus einem einzigen Arbeitskolben 31 besteht, der die aktive Masse 22 in die Taschenanordnung 20 drückt. In einem ersten Arbeitsschritt führt der Arbeitskolben 31 einen ersten Schuss durch, in dem die aktive Masse 22 in die Taschenanordnung 20 geführt wird und die Röhrchen 21 nur teilweise mit der aktiven Masse 22 gefüllt werden, welches in 1b gezeigt ist. Anschließend, nach dem ersten Arbeitsschritt, nimmt der Arbeitskolben 31 einen Saughub vor, bei dem der Arbeitskolben 31 erneut mit der aktiven Masse 22 befüllt wird. Anschließend erfolgt ein zweiter Arbeitsschritt des Arbeitskolbens 31, der einen zweiten Schuss durchführt, indem zusätzlich aktive Masse 22 in die Taschenanordnung 20 geführt wird und die Röhrchen 21 vollständig mit der aktiven Masse 22 gefüllt werden, welches in 1c gezeigt ist.
-
Alternativ ist es selbstverständlich denkbar, anstelle eines Arbeitskolbens 31 zwei Arbeitskolben 31, 32 zu verwenden, welches in 1a bis 1c schematisch dargestellt ist. Der erste Arbeitskolben 31 ist hierbei für den ersten Schuss zuständig. Der zweite Arbeitskolben 32 hingegen ist für den zweiten Schuss zuständig. Die Kolbeneinheit 30 ist über eine Schlauchleitung 33 mit der Düsenleiste 40 verbunden, wobei die aktive Masse 22 bei jedem Schuss durch die Schlauchleitung 33 in Richtung jeder einzelnen Düse 41 gedrückt wird.
-
Zur Verhinderung von Leckagen während des Befüllens der Röhrchen 21 im Bereich des sich einstellenden Spaltes 3 zwischen jeder Düse 41 und dem Röhrchen 21 ist eine Abdichteinheit mit flexiblen Abdichtelementen 50 vorgesehen, die rein schematisch in 2 angedeutet sind. Hierbei befindet sich die Abdichteinheit an der Düsenleiste 40 und während des Befüllens der Röhrchen 21 mit der aktiven Masse 22 wird jedes Abdichtelement 50 ballonartig aufgeblasen und verschließt zuverlässig den Spalt 3. Gleichzeitig drückt das Abdichtelement 50 sowohl an die Düse 41 als auch an das Röhrchen 21. Hierdurch entsteht eine leichte Erweiterung der Röhrchen 21, wodurch gleichzeitig das Füllverhalten der Röhrchen 21 mit der aktiven Masse 22 verbessert wird. Nach dem Befüllen wird die Abdichteinheit mit ihrem Abdichtelement 50 deaktiviert.
-
In 3 und 4 ist eine Niederhaltevorrichtung 60 mit bewegbaren Fixierungsplatten 61, 62 dargestellt. Jede Fixierungsplatte 61, 62 weist eine innen liegende 61.1, 62.1 und eine außen liegende Fläche 61.2, 62.2 auf. Gemäß 3 sind die innen liegenden Flächen 61.1, 62.1 beabstandet zur Taschenanordnung 20. Gemäß 4 liegen die innen liegenden Flächen 61.1, 62.1 unmittelbar an der Taschenanordnung 20 an. Die Niederhaltevorrichtung 60 dient dazu, während des Befüllens, siehe 4, die Taschenanordnung 20 in ihrer Position zu fixieren und zu arretieren, damit aufgrund von Befüllungsströmen innerhalb jedes Röhrchens 21 keine Krümmungen einzelner Röhrchen 21 entstehen.
-
In 1a bis 1c ist eine Steuereinheit 70 schematisch dargestellt, die in Datenkommunikation mit der Dosiervorrichtung 30, der Düsenleiste 40 und der Abdichteinheit steht. Die Steuereinheit 70 dient zur optimalen Füllsteuerung der Gesamtanlage und kann zusätzlich den Fülldruck, das Füllvolumen sowie die Füllgeschwindigkeit entsprechend steuern und/oder regeln. Ebenfalls dient die Steuereinheit 70 zur entsprechenden Ansteuerung zur Bewegung der Düsenleiste 40 sowie der Niederhaltevorrichtung 60 gemäß 3 und 4.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- erste Position der Fixierungsplatten 61, 62
- 2
- zweite Position der Fixierungsplatten 61, 62
- 3
- Spalt
- 10
- Seelengitter
- 11
- Bleistab
- 12
- Gitterbrücke
- 20
- Taschenanordnung, Mantelrohre
- 21
- Röhrchen
- 22
- aktive Masse
- 30
- Dosiervorrichtung, Kolbeneinheit
- 31
- erster Arbeitskolben
- 32
- zweiter Arbeitskolben
- 33
- Schlauchleitung
- 40
- Düsenleiste
- 41
- Düse
- 50
- Abdichtelement
- 60
- Niederhaltevorrichtung
- 61
- erste Fixierungsplatte
- 61.1
- innen liegende Fläche der ersten Fixierungsplatte 61
- 61.2
- außen liegende Fläche der ersten Fixierungsplatte 61
- 62
- zweite Fixierungsplatte
- 62.1
- innen liegende Fläche der zweiten Fixierungsplatte 62
- 62.2
- außen liegende Fläche der zweiten Fixierungsplatte 62
- 70
- Steuereinheit
