DE2419107A1

DE2419107A1 - Verfahren und vorrichtung zum fuellen von rohrplatten fuer bleiakkumulatoren

Info

Publication number: DE2419107A1
Application number: DE2419107A
Authority: DE
Inventors: Norbert Lahme; Ingo Mund
Original assignee: Accumulatorenwerk Hoppecke Carl Zoellner and Sohn KG
Current assignee: Accumulatorenwerk Hoppecke Carl Zoellner and Sohn KG
Priority date: 1974-04-20
Filing date: 1974-04-20
Publication date: 1975-10-23
Also published as: DE2419107C3; DE2419107B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Rohrplatten für Bleiakkumulatoren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen der die Bleiseelen von Rohrplatten von Bleiakkumulatoren mit Abstand umhüllenden, elektrolytdurchlässigen porösen Mantelrohre durch Einpressen patenförmiger aktiver Masse, die ein Gemisch aus Bleioxid, Schwefelsäure und Wasser in überschüssiger Menge zur Herabsetzung der Viskosität der Masse enthält, in die Mantelrohre. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Präparieren derartiger Mantelrohre der Rohrplatten von Bleiakkumulatoren zur Durchführung des Füllverfahrens.
Es ist ein Verfahren zum Füllen der die nebeneinanderliegenden Bleiseelen der Rohrplatten von Bleiakkumulatoren konzentrisch umhüllenden isolierenden elektrolytdurchlässigen Mantelrohre durch Einpressen pastenförmiger aktiver Masse für Starterbatterien bekannt, bei dem der aktiven Masse Wasser in solcher Menge zugesetzt wird, daß die dynamische Viskosität der Paste herabgesetzt wird. Wesen dieses bekannten Verfahrens ist es, daß durch Erhöhung des Wassergehaltes der pastenförmigen aktiven Masse diese derart fließfähig gemacht wird, daß sie in die schmalen Ringschlitze der Rohrplatten für Akkumulatoren einpreßbar ist und daß weiterhin durch den erhöhten Wassergehalt verbesserte Eigenschaften solcherart hergestellter BleiakkumulAoren entstehen.
Es ist nachteilig, daß mit dem aus den Mantelrohren durch die Poren austretenden Wasser Pastenteilchen mitgeschwemmt werden und sich hierdurch ein Materialverlust einstellt. Es ist ferner nachteilig, daß aufgrund des Wasseraustritts aus den Poren der Mantelrohre beim Füllen nur Rohre bis zu einer bestimmten begrenzten Länge mit Paste gefüllt werden Können, da mit steiendet Flüssigkeitsaustritt die Paste zunehmend zäher wird.Die aktive Masse verfestigt sich schließlich in dem Mantelrohr bevor eine vollständige Füllung 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 zugrunde, beim Füllen der Manrohre von Rohrplatten von Bleiakkumulatoren einen Materialverlust aufgrund übermäßigen FlüssigKeitsaustritts zu vermeiden, die Möglichkeit zu schaffen, längere Rohre, wie se bei größeren Rohrplatten vorkommen, mit aktiver Masse der eingangs beschriebenen Art zu füllen, wozu ein übermäßiger Flüssigkeit 5-austritt beim Füllvorgang durch die Mantelrohrwände verhindert werden solL und die Beigabe von Fließhilfen zur Paste zu erübrigen.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mantelrohre vor dem Einpressen der pastenförmigen aktiven Masse ganz oder teilweise - in Abhängigkeit von der eromnschten Füllmenge mit aktiver Masse - mit einem die Poren ganz oder teilweise verschließenden und oder abdeckenden Material präpariert werden, daß die Mantelrohre sodann mit aktiver Masse durch einen Preßvorgang gefüllt werden und daß nach Beendigung des Füllvorgangs die Elektrolytdurchlässigkeit der Mantelrohre unmittelbar oder mittelbar wieder hergestellt wird. Vorzugsweise sollen nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Mantelrohre mit einem porenverschließenden, insbesondere rilmbildenden, Material präpariert werden, daß in einem Lösungsmittel löslich ist und in der Akkumulatorzelle unschädlich ist.
Als Lösungsmittel kommt insbesondere Schwefelsäure in Betracht.
Es ist jedoch auch an die Verwendung von filmbildenden Materialien gedacht, die von den Mantelrohren nach Art einer Folie abziehbar sind.
In einfacher Weise kann die Präparierung der Mantelrohre mit einer wässrigen, vorzugsweise 4 zeigen CMC-Lösung vorgenommen werden, in die die Mantelrohre getaucht werden, wonach eine Trocknung vollständig oder teilweise durchgeführt wird.Anstelle des Tauchverfahrens kann das Präparieren auch durch ein Besprühen mit dem in Lösungsmittel gelösten porenverschließenden Material durchgeführt werden. Bei OMC handelt es sich um Carboxymethylcellulose. Durch eine Tauchung in der CMC-Lösung mit nachfolgender Trocknung werden die Poren der Mantelrohre weitestgehend verschlossen. Ans*ließend löst sich die CMC leicht in Säure auf und gibt somit die Öffnungen wieder frei.
Während des Ladens-wird die CMC im wesentlichen zu C02 oxidiert und hinterläßt keine für die Zellen schädlichen Substanzen.
Eine prinzipiell andere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Mantelrohre durch ihrer Form angepaßte oder sich elastisch anpassende Abdeckelemente an den Seiten und/oder Enden zum Verschließen der Poren präpariert werden. Es handelt sich dabei im Gegensatz zu den oben genannten Merkmalen um ein erfinderisches Verfahren, bei dem durch mechanische Mittel der Wasseraustritt aus den Mantelrohren ganz oder teilweise verhindert wird oder das austretende Wasser durch Abdichten der Plattenenden und/ oder der Plattenseiten gestaut und somit begrenzt wird.
Die Vorrichtung zum Präparieren von Mantelrohren zur Durchführung des Füllvorgangs mit pastenförmiger aktiver Masse, die ein Gemisch aus Bleioxid, Schwefelsäure und Wasser in überschüssiger Menge enthält, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß auf den Mantelrohren zu beiden Seiten je eine Abdeckplatte aus elastischem Material angeordnet ist, die sich in ihrer Form an die Konturen der Mantelrohre deren Poren verschließend anpaßt. Die Abdeckplatten können bei Bedarf zur Erhöhung des Anpreßvermögens unter gegenseitigem Verspannen auf den Mantelrohren befestigt werden. Es ist vorteilhaft, die Abdeckplatten aus Moosgummi oder Silikonkautschuk wegen der hervorragenden Anpassungsfähigkeit an die Form der Mantelrohre herzustellen.
Da insbesondere Schwierigkeiten beim Füllvorgang der Mantelfohre mit zunehmendem Flüssigkeitsaustritt und demzufolge bei bereits vorgenommener teilweiser Füllung entstehen, kann es zweckmäßig sein, daß die Abdeckplatten die Mantelrohre nur teilweise abdecken.
Eine weitere Verbesserung im Sinne des Ziels, den Flüssigkeitsaustritt aus den Mantelrohren während des Füllvorgangs zu verhindern oder zu begrenzen, wird erreicht, wenn gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung quer und/oder längslaufend zu den Mantelrohren sich erstreckende Dichtelemente zwischen den Abdeckplatten und den Mantelrohren endseitig angeordnet werden.
Die Dichtelemente können aus elastischem Material bestehen und vorzugsweise in je einer querverlaufenden Ausnehmung der Abdeckplatten angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, die Dichtelemente einstückig mit den Abdeckplatten durch eine entsprechende Formgebung der endseitigen Gestaltung der Abdeckplatten auszubilden.
Durch die Lehre der Erfindung wird erreicht, daß es möglich ist, sämtliche Mantelrohre verschiedenster Abmessungen, also sowohl sehr kurze als auch sehr lange, in einfacher Weise zu füllen, wobei die Pasten relativ einfach, ohne Fließhilfen aufgebaut sein können. Bei der Befüllung kurzer Mantelrohre ist es nicht - wie bisher - erforderlich, die Viskosität der Pasten so weit herabzusetzen und man kann auf die Zugabe von Polyäth#lenglykol u.dgl.
verzichten. Ferner wird durch die Erfindung in vorteilhafter Weise ein Materialverlust verringert. Da gleichzeitig mit der Verringerung des Flüssigkeitsaustritts der Masseaustritt aus den Mantelrohren verhindert oder verringert wird, werden Rohre erhalten, die äußerlich praktisch frei von Pb-haltiger Paste sind.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele, die Vorrichtungen zum Präparieren von Mantelrohren darstellen und in der zugehörigen Zeichnung gezeichnet sind. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine Anzahl nebeneinander liegend angeordneter, Bleiseelen konzentrisch umhüllende, elektrol#tdurchlässi-*,e Mantelrohre, in welche pastenförmige aktive Masse eingepreßt werden soll und die mit Abdeckplatten versehen sind, Fig. 2 ein der Fig. 1 entsprechendes Ausführungsbeispiel, bei dem jedoch die Mantelrohre nur teilweise abgedeckt sind, Fig. 3 ein der Fig. 1 entsprechendes ?#usführungsbeispiel,bei dem zwischen den Abdeckplatten und den Mantelrohren Dichtbänder angeordnet sind und Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie A-B er Fig. 5.
Das ein#Vangs beschriebene Problems, des b#lüssigkeitsaustritts aus Mantelrohren beim Füllen insbesondere langer Mantelrohre läßt sich durch die in der Zeichnung dargestellten Vorrichtun-,en,welche sämtlich mechanische Mittel sind, verhindern. Gemäß dem in Fig. 1 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel werden auf nebeneinander angeordneten porösen, elektrolytdurchlässigen Mantelrohren 1, in deren Inneren je eine Bleiseele zentrisch angeordnet ist, vor dem Füllen mit aktiver, pastenförmiger Masse Abdeckplatten 2 und 5 aus Moosguinmi, Silikonkautschuk oder dgl.
derart angeordnet, daß sich die Abdecplatten 2, 3 weitestgehend an die Konturen der Mantelrohre anpassen. Die Abdeckplatten 2,5 können zur Erhöhung des Anpreßdrucks auch noch durch ein Spannband oder dgl. (nicht dargestellt) gegeneinander verspannt werden.
Eine der Fig. 1 entsprechende Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt, welche als einzigen Unterschied längere Mantelrohre als die Abdeckung aufweist, so daß nur eine teilweise Abdeckung durch die Abdeckplatten , 5 erzielt wird. Wird nun zum Füllen der Mantelrohre beispielsweise mit einer Dosiervorrichtung über in die Rohrenden steckbare Düsenöffnungen aktive Masse in die Mantelrohre 1 gepreßt, wird der Austritt von zuviel Wasser oder von Paste mit Wasser untermischt durch die Abdeckplatten 2,5 erfolgreich vermieden und damit verhindert, daß sich die Paste in den Mantelrohren verfestigt, bevor eine vollständige Füllung erreicht ist. Es ist in jedem Fall, d.h. auch bei den längeren Röhrchen der in Fig. L# der Zeichnung dargestellten Art sichergestellt,daß eine vollständige Füllung in dosierter Weise durchgeführt werden kann.
Bei dem in den Fig. 5 und 4 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel werden Abdeckplatten 4, 5 in der gleichen beeits beschriebenen Anordnung an Mantelrohren 1 verwendet, welche endseitig jeweils mit einer querverlaufenden schwalbenschwanzförmigen Ausnehmung o, 7, 8, 9 versehen sind. In jede schwalbenschwanzförmige Ausnehmung 6,7,8>9 ist ein anschmiegsames, profiliertes Dichtband eingelegt, welches quer zu den Mantelrohren 1 nahe deren Ende verläuft und sich unter dem Druck der zugehörigen Abdeckplatte leicht verformend an die Konturen der Mantelrohre 1 anschmiegt. Durch den Einsatz derartiger Dichtlippen, Dichtstreifen oder Dichtbänder 10>11,12,15 aus elastischem Material an den Plattenenden und auch gegebenentalls an den Plattenseiten sowie durch entsprechende Gestaltung der Abdeckplatten wird zuverlässiger der unerwünschte Wasseraustritt beim Einpressen der aktiven Masse in die Mantelrohre verhindert bzw.begrenzt.

Claims

Ansprüche:

Verfahren zum Füllen der die Bleiseelen von Rohrplatten von vonBleiakkumulatoren mit Abstand umhüllenden, eektrolytdurchlässigen porösen Mantelrohre durch Einpressen pastenförmiger aktiver Masse, die ein Gemisch aus Bleioxid, Schwefelsäure und Wasser in überschüssiger Menge zur Herabsetzung der Viskosität der Masse enthält, in die Mantelrohre, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelrohre vor dem Einpressen der pastenförmigen aktiven Masse ganz oder teilweise mit einem die Poren ganz oder teilweise verschließenden und/oder abdeckenden Material präpariert werden, daß die Mantelrohre sodann mit aktiver Masse durch einen Preßvorgang gefüllt werden und daß nach Beendigung des Füllvorgangs die Elektrolytdurchlässigkeit der Mantelrohre unmittelbar oder mittelbar wieder hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelrohre mit einem porenverschließenden, insbesondere filmbildenden, Material präpariert werden, das in einem Lösungsmittel löslich ist und in der Akkumulatorzelle unschädlich ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein filmbildendes Material zum Präparieren der Mantelrohre verwendet wird, das nach dem Füllvorgang von den Mantelrohren nach Art einer Folie abziehbar ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis ), dadurch gekennzeichnet, daß die Präparierung der Mantelrohre mit einer wässrigen, vorzugsweise 4 %igen CMC;Lösung vorgenommen wird, in die die Mantelrohre getaucht werden, wonach eine Trocknung vollständig oder teilweise durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Präparieren durch ein Besprühen mit dem in Lösungsmittel gelösten porenverschließenden Material durchgeführt wird,
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gelcennzeichnet, daß die Mantelrohre durch iher Form angepaßte oder sich elastisch anpassende Abdeckelemente an den Seiten und/ oder Enden zum Verschließen der Poren präpariert werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelrohre ganz oder teilweise mit einem die Poren ganz oder teilweise verschließenden chemischen Material präpariert werden und zusätzlich beim Füllvorgang ganz oder teilweise durch mechanische Mittel, insbesondere Abdeckelemente, abgedeckt werden.
8. Vorrichtung zum Präparieren von Mantelrohren zur Durchführung des Füllvorgangs mit pastenförmiger aktiver Masse, die ein Gemisch aus Bleioxid, Schwefelsäure und Wasser in überschüssiger Menge enthält, gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Mantelrohren zu beiden Seiten je eine Abdeckplatte aus elastischem Material angeordnet ist, die sich in ihrer Form an die Konturen der Mantelrohre, deren Poren verschließend, anpaßt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatten zur Erhöhung des Anpreßvermögens unter gegenseitigem Verspannen auf den Mantelrohren befestigt sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatten aus Moosgummi oder Silikonkautschuk bestehen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatten die Mantelrohre teilweise abdecken.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge--kennzeichnet, daß quer und'oder längslaufend zu den Mantelrohren sich erstreckende Dichtelemente zwischen den Abdeckplatten und den Mantelrohren endseitig angeordnet sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente aus elastischem Material bestehen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 und 1)> dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente in je einer querverlaufenden Ausnehmung der Abdeckplatten angeordnet sind.