DE3124703C2

DE3124703C2 -

Info

Publication number: DE3124703C2
Application number: DE3124703A
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl.-Chem. Dr. 3200 Hildesheim De Aumayer; Werner Ing.(Grad.) 3204 Nordstemmen De Eisenacher; Peter Dipl.-Ing. Dr. 7000 Stuttgart De Baur; Wolfgang Ing.(Grad.) 7056 Weinstadt De Meyr
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-06-24
Filing date: 1981-06-24
Publication date: 1990-05-17
Also published as: ES8305158A1; ES513394A0; DE3124703A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung von gitterförmigen Masseträgern für Bleiakkumulatoren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Masseträger bekannt (DE-OS 29 32 335), bei dem zwecks Gewichtseinsparung und Verbilligung Blei-Stege und Teile des Blei-Rahmens durch aufextrudierte Kunststoff-Streifen ersetzt sind; die ein seitig aufextrudierten und anschließend mittels Walze am Blei-Gitter verankerten Kunststoff-Streifen dieser Masseträger weisen jedoch keine befriedigende Verankerung am Blei-Gitter auf. Bekannt ist es auch schon (GB-PS 14 31 278), der Ver steifung des Blei-Gitters dienende Kunststoff-Streifen der art an dem Blei-Gitter anzubringen, daß übereinander ange ordnete Extrusionsdüsen-Paare dem Blei-Gitter von beiden Seiten gleichzeitig Kunststoff-Streifen zuführen, welche mittels Walzen am Blei-Gitter und miteinander verankert werden; die exakte Zuführung der richtigen Menge Kunst stoff mittels der übereinanderliegenden Extrusionsdüsen sowie auch die gleichzeitig erfolgende Zuführung der Blei- Gitter ist dabei aber sehr störungsempfindlich und führt häufig zu Maschinenstörungen und erheblichem Ausschuß von Masseträgern. Den vorgenannten Masseträgern ist außerdem gemeinsam, daß ihre mittels der Stege und des Rahmens ge bildeten Massefelder wegen der Verankerung der Masse relativ klein sein müssen und deshalb bei der Massenpro duktion von Bleiakkumulatoren für die Blei-Stege noch eine bemerkenswerte Bleimenge erforderlich ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, gitterförmige Masseträger für Bleiakkumulatoren zu schaffen, die störungslos und unter Vermeidung von hohem Ausschuß herstellbar sind und bei denen eine sichere Verankerung der Kunststoff-Streifen an den Stromleitern gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mittels der in den Ansprüchen 1 (Verfahren) bzw. 12 (Gegenstand) im Kennzeichen aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Verfahrens bzw. der gitterförmigen Masseträger selbst möglich. Besonders vor teilhaft ist es, wenn auf der Ober- oder Unterseite des Stromleiters ein der Größe des Stromleiters entsprechendes, aus Kunststoff und/oder Metall bestehendes Netz angeordnet ist, welches mittels der aufextrudierten Kunststoff- Streifen am Stromleiter mit befestigt ist; aufgrund dieses Netzes ist es möglich, die Abstände zwischen den Stromleiter-Stegen und auch zwischen den Kunststoff-Streifen zu vergrößern und demzufolge die Masseträger noch weiter zu erleichtern und zu verbilligen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die verkleinerte Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Masseträger in Doppelmasse träger-Ausführung (Netz nicht dargestellt),

Fig. 2 einen vergrößert dargestellten Schnitt nach der Linie II/II in Fig. 1 (Netz dargestellt),

Fig. 3 die schematische seitliche Darstellung einer Fertigungslinie zur Herstellung von erfindungsgemäßen Masseträgern,

Fig. 4 die schematische Draufsicht auf die Fertigungslinie nach Fig. 3 und

Fig. 5 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Doppelmasseträgers (Streckmetall als Stromleiter/Netz nicht dargestellt).

In den Fig. 1 und 2 ist ein sogenannter Doppelmasse träger 10 für die elektrochemisch aktive Masse von Blei akkumulatoren dargestellt; dieser Doppelmasseträger 10 setzt sich aus zwei symmetrisch angeordneten, miteinander verbundenen Masseträgern 10/1 und 10/2 zusammen. Jeder Masseträger 10/1 bzw. 10/2 setzt sich aus einem Stromleiter 11/1 bzw. 11/2 und aus Kunststoffabschnitten 12/1 bis 12/3 und aus einem Kunststoff-Netz 13 zusammen, das an einer Fläche des jeweiligen Stromleiters 11/1 bzw. 11/2 anliegt und mittels der elektrolytbeständigen Kunststoffabschnitte 12/1 bis 12/3 am jeweiligen Stromleiter 11/1 bzw. 11/2 festgelegt ist. Die Stromleiter 11/1 bzw. 11/2 sind während der Herstellung bevorzugt als Doppelstromleiter 11 ausge bildet und bestehen aus einem elektrolytbeständigen, elek trisch leitfähigen Material, vorzugsweise aus einer Bleilegierung; sie weisen einen Rahmen 14 auf, dessen vier Seiten als Rahmen-Kopfstab 15, Rahmen-Bodenstab 16 und Rahmen-Seitenstäbe 17 und 18 bezeichnet sind. Die Rahmen- Bodenstäbe 16 der beiden Stromleiter 11/1 und 11/2 sind in diesem Stadium der Fertigung miteinander verbunden; an die Rahmen-Kopfstäbe 15 der beiden Stromleiter 11/1 und 11/2 ist jeweils eine nach außen weisende Anschluß fahne 19 mit angeformt und zum Rahmen-Bodenstab 16 ver laufende Längsstege 20. Zwischen den Rahmen-Seitenstäben 17 und 18 verlaufen die Querstäbe 21; die Längsstege 20 und Querstege 21, teilweise auch Teile des Rahmens 14 bilden die Felder 22 zur Aufnahme der elektrochemisch aktiven Masse. Die miteinander verbundenen Stromleiter 11/1 und 11/2 werden vorzugsweise durch Gießen hergestellt, können aber auch durch andere bekannte Verfahren (z. B. Stanzen, Prägen, Zusammenfügen von Drähten, Verwendung von Streckmetall wie in Fig. 5) angefertigt werden; auch brauchen die Längsstege 20 und die Querstege 21 nicht parallel zu den Stäben 15 bis 18 des Rahmens 14 verlaufen, sondern können auch von anderer Anordnung sein.

Auf der Rückseite der Stromleiter 11/1 und 11/2 liegt das Netz 13 auf (in Fig. 2 dargestellt), das aus einem elektrolytbeständigen Kunststoff wie Polyäthylen, Poly vinylchlorid, Polystyrol besteht; es können hierfür mittels Fasern verstärkte und auch elektrisch leitende Kunststoffe Verwendung finden, ebenfalls auch Kunststoffgewebe mit Bleiüberzug, Metallgewebe mit Bleiüberzug und auch elektrolyt beständige Metallgewebe (z. B. Blei, Titan, Aluminium). Als Material für derartige Netze 13 sind auch Glasfasern ge eignet, insbesondere in Form von Geweben. Das Netz 13 hat eine Dicke von etwa 0,5 mm und besitzt Durchbrüche 23 von etwa 25 mm²; das Netz 13 kann eben, aber auch gewellt, genoppt oder anders geformt sein. Das Netz 13 bedeckt im wesentlichen den vom Stromleiter 11/1 bzw. 11/2 eingenommenen Bereich.

Zur mechanischen Verstärkung der Stromleiter 11/1 und 11/2 sind auf Rahmen-Kopfstäben 15, Rahmen-Bodenstäben 16 und Querstegen 21 streifenförmige Kunststoff-Abschnitte 12/1 bis 12/3 aufgebracht; diese Kunststoff-Abschnitte 12/1 bis 12/3 bestehen aus elektrolytbeständigem Kunststoff, ins besonders solchen, die sich für das Extrusionsverfahren eignen (z. B. Polyäthylen und Polyvinylchlorid, auch in elektrisch leitender Qualität). Diese Kunststoff abschnitte 12/1 bis 12/3 umklammern die genannten Teile der Stromleiter 11/1 bzw. 11/2 von der Ober- und von der Unterseite, sind miteinander verbunden und ver ankern gleichzeitig das Netz 13 an diesen Stromleitern 11/1 und 11/2. Die Kunststoffabschnitte 12/1 bis 12/3 verlaufen parallel zueinander und sind gemäß diesem Bei spiel nicht unterbrochen; je nach Anwendungsfall der artiger Masseträger 10/1 bzw. 10/2 können diese Kunststoff- Abschnitte 12/1 bis 12/3 jedoch auch unterbrochen sein, sie können sogar auch dort verlaufen, wo keine Querstege 21 angeordnet sind; im letzteren Falle ist es von Vorteil, wenn der entsprechende Kunststoff-Abschnitt 12/1 über einem Netz-Steg 24 verläuft. Derart gestaltete Masseträger 10/1 und 10/2 sind besonders leicht und erlauben bei Anordnung des Netzes 13 relativ große Massefelder 22. Für andere Anwendungsfälle ist es möglich, daß auf das Netz 13 bei den Masseträgern 10/1 und 10/2 verzichtet werden kann. - Der Doppelmasseträger 10 wird entlang der Trennlinie A/B in einzelne Masseträger 10/1 und 10/2 z. B. durch Stanzen getrennt, vorzugsweise jedoch erst dann, nachdem der Doppelmasseträger 10 mit elektrochemisch aktiver Masse gefüllt, getrocknet, formiert und gegebenen falls erneut getrocknet wurde.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Doppelmasseträgern 10 gemäß der Fig. 1 und 2. Als Arbeitsunterlage 25 dient ein Förderband, auf das mittels eines ersten Extruders 26 eine erste Lage von parallel zueinander angeordneten Kunststoff-Streifen 12 aufgebracht wird; der seitliche Abstand und die Breite bzw. die Dicke der Kunststoff-Streifen 12 hängen von der Art und der Gestaltung der Doppelmasseträger 10 ab. Auf das sich kontinuierlich bewegende Förderband 25 mit der ersten Lage von Kunststoff-Streifen 12 wird mittels eines nicht dar gestellten Mechanismus Doppelstromleiter 11 an Dop pelstromleiter 11 in vorfixierter Position aufgebracht, wobei vorzugsweise die Anschlußfahnen 19 quer zur Be wegungsrichtung des Förderbandes 25 liegen. Von einer Rolle 27 wird bandförmiges Netz 13 abgewickelt und über eine Fixierrolle 28 auf die Oberseite der Doppelstrom leiter 11 aufgebracht; diese Fixierrolle 28 kann auch schon dazu dienen, die Doppelstromleiter 11 in die erste Lage der Kunststoff-Streifen 12 einzudrücken. Mittels eines zweiten Extruders 29 wird eine zweite Lage von parallel zueinander angeordneten Kunststoff-Streifen 12′ auf die mit dem Netz 13 versehenen Doppelstrom leiter 11 aufgebracht; dabei ist diese zweite Lage von Kunststoff-Streifen 12′ im wesentlichen deckungsgleich zu der ersten Lage von Kunststoff-Streifen 12 angeordnet. Der nächste Verfahrensschritt wird mittels einer Ein drückvorrichtung 30 vorgenommen, die im vorliegenden Beispiel aus drei Walzen besteht; diese drei Walzen 30 sorgen durch ihren Druck für eine Verankerung der ersten Lage Kunststoff-Streifen 12 mit der zweiten Lage Kunst stoffstreifen 12′ am Doppelstromleiter 11 einschließlich dem Netz 13; die Eindrückwalzen 30 sorgen außerdem für ein Kalibrieren der Kunststoff-Streifen 12 bzw. 12′ auf Höhe und können dafür beheizt oder gekühlt sein. Die mittels der miteinander verbundenen Kunststoff-Streifen 12 und 12′ verbundenen Doppelmasseträger 10 werden auf einer Rolle 31 aufgewickelt und von dort der weiteren Verarbeitung zugeführt; das Trennen der derart miteinander verbundenen Doppelmasseträger 10 und auch das Trennen der Doppelmasseträger 10 in einzelne Masseträger 10/1 und 10/2 erfolgt in der Fertigungslinie für Bleiakkumu latoren zumeist zu einem späteren Zeitpunkt. Es sei er wähnt, daß anstelle der auf die Rolle 31 aufgewickelten, bandförmig miteinander verbundenen Masseträger 10 diese direkt den nächsten Fertigungseinrichtungen (z. B. Pastierung oder Trocknung) zugeführt werden können: je nach Fertigungsablauf kann aber auch schon jetzt das Trennen in Doppelmasseträger 10 erfolgen. Sollen Doppelmasseträger 10 angefertigt werden, die kein Netz 13 aufweisen, entfällt bei dieser Fertigungs linie nur die Zuführung des Netzes 13 von der Rolle 27.

Anstelle der vorstehend beschriebenen Fertigungslinie können derartige Doppelmasseträger 10 bzw. Masseträger 10/1 auch auf einer stationären Arbeitsunterlage oder auf einer Drehtelleranlage hergestellt werden; die jeweilige Gestaltung einer geeigneten Fertigungslinie kann von verschiedenen Gründen abhängen, zumeist je doch von der im Fertigungsintervall gewünschten Anzahl von Masseträgern 10/1 bzw. 10/2.

In der Fig. 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Doppelmasseträgers 32 dargestellt: Dieser Dop pelmasseträger 32 besteht aus einem an sich bekannten Doppel-Streckmetall-Stromleiter 33 und streifenförmigen Kunststoff-Abschnitten 34/1 bzw. 34/2. Der Doppel-Streck metall-Stromleiter 33 wird vorzugsweise aus bandförmigem Material hergestellt und besteht wie bei den vorgenannten Beispielen aus elektrolytbeständigem, elektrisch leit fähigem Metall (z. B. Blei-Kalzium-Legierung). Die zwischen einem Rahmen-Kopfstab 35 und einem Rahmen-Bodenstab 36 befindlichen, sich kreuzenden Stege 37 verlaufen vorzugs weise schräg zu den Rahmen-Stäben 35 und 36. Während der Rahmen-Kopfstab 35 mit einer angeformten Anschlußfahne 38 versehen ist, weist der Rahmen-Bodenstab 36 zumeist Fixierschlitze 39 auf, die bei der Herstellung der Dop pel-Streckmetall-Stromleiter 33 Verwendung finden. Zur weiteren Gewichtseinsparung und Verbilligung der Masse träger 32/1 können - wie am Rahmen-Kopfstab 35 gezeigt - Abschnitte dieses Rahmen-Kopfstabes 35 bzw. auch Ab schnitte der Stege 37 entfernt werden; die zu entfernenden Teile von den Rahmen-Kopfstäben 35 und den Stegen 37 können aus dem Doppel-Streckmetall-Stromleiter 33 ausge stanzt werden. Es ist von Vorteil für die Haftung der elektrochemisch aktiven Masse in den Massefeldern 40, wenn Reststücke 41 der entfernten Steg-Abschnitte knotenförmig an verbleibenden Stegen 36 und 37 belassen werden. Der den Rahmen-Kopfstab 35 umfassende Kunst stoff-Streifen 34/1 und auch der streifenförmige Kunststoff-Abschnitt 34/2 am Rahmen-Bodenstab 36 be stehen aus dem zum 1. Beispiel genannten Material und sind auch entsprechend angeordnet. Da Streckmetall- Stromleiter 33 eine relativ gute mechanische Festig keit aufweisen, kann auf die Anordnung von derartigen Kunststoff-Streifen zumeist verzichtet werden, die zwischen den Kunststoff-Streifen 34/1 und 34/2 ver laufen. Aus gleichem Grunde wird bevorzugt der Kunst stoff-Streifen 34/2 breiter ausgebildet als der Rah men-Bodenstab 36 und beim Trennen des Doppelmasseträgers 32 in einzelne Masseträger 32/1 und 32/2 der gesamte Rahmen-Bodenstab 36 ausgeschnitten. Anstelle eines der artigen breiten Kunststoff-Streifens 34/2 können auch zwei parallel zueinander verlaufende, schmale Kunst stoff-Streifen aufgebracht werden, die nur die an dem Rahmen-Bodenstab 36 angeordneten Abschnitte der Strom leiter-Stege 37, nicht aber den Rahmen-Bodenstab 36 abdecken; diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Aufbereitung des Abfallbleis wesentlich verein facht wird, denn dieses Abfallblei ist nicht mit Kunst stoff überzogen. Auf die Darstellung eines Netzes aus Kunststoff, das - wie beim 1. Beispiel - anzuordnen möglich ist, wurde verzichtet; wie bereis erwähnt, ermöglicht ein solches Netz eine Vergrößerung der durch Stege 37 und Rahmen 35, 36 gebildeten Masse felder 40.

Das über die Anordnung und Verankerung der Kunststoff- Streifen 12/1 bis 12/3 in dem Beispiel nach Fig. 1 und 2 Gesagte gilt entsprechend für die Kunststoff-Streifen 34/1 und 34/2 dieses Beispieles; ebenso gilt das zu dem ersten Beispiel Gesagte über die Fertigung, Weiterver arbeitung und das Trennen der Masseträger 32.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von gitterförmigen Trägern für die elektrochemisch aktive Masse von Bleiakkumulatoren, mit einem gitterförmigen, metallischen Stromleiter, der mittels schmaler Abschnitte aus elektrolytbeständigem Kunststoff versteift und verankert ist, wobei diese Kunststoff-Abschnitte mittels Ex trusionseinrichtungen den Stromleitern zugeführt und zu ihrer Verankerung am Stromleiter mittels einer Eindrück vorrichtung um Teile des Stromleiters gedrückt werden, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritt

a) Aufextrudieren einer ersten Lage von Kunststoff- Streifen (12) auf eine Arbeitsunterlage (25), wobei die Kunststoff-Streifen (12) mit von der Gestaltung des Stromleiters (11) abhängigem Abstand parallel zu einander angeordnet sind,
b) Aufbringen des vorfixierten Stromleiters (11) auf die erste Lage der auf der Arbeitsunterlage (25) be findlichen Kunststoff-Streifen (12),
c) Aufextrudieren einer zweiten Lage von Kunststoff- Streifen (12′), wobei diese Kunststoff-Streifen (12′) zu der ersten Lage Kunststoff-Streifen (12) im wesent lichen deckungsgleich angeordnet sind, und
d) Verankern und Kalibrieren der beiden Lagen Kunst stoff-Streifen (12, 12′) am Stromleiter (11) derart mittels einer Eindrückvorrichtung (30), so daß beide Lagen der deckungsgleichen Kunststoff-Streifen (12, 12′) miteinander verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für den Stromleiter (11) eine Bleilegierung verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder nach dem Aufbringen des Stromleiters (11) ein elektrolytbeständiges, der Größe des Stromleiters (11) entsprechendes Netz (13) dem Masseträger (10) beigefügt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Netz (13) aus Kunststoff und/oder Metall oder auch aus Glasfasern eingesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromleiter (11) an sich bekannte Doppelgitter verarbeitet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromleiter (33) an sich bekannte Streckmetall-Gitter Verwendung finden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (35) und/oder Stege (37) des Streckmetall-Gitters (33) teilweise entfernt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Reststücke (41) der entfernten Stege des Streckmetall-Gitters (33) an verbleibenden Stegen (37) stehen bleiben.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Arbeitsunterlage (25) ein sich kontinuierlich bewegendes Förderband verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Stromleitern (33) und/oder Netzen (13) von an sich bekannten bandförmigen Material ausgegangen wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseträger (10, 10/1, 10/2; 32/1) vereinzelt werden.

12. Gitterförmiger Träger für die elektrochemisch aktive Masse von Bleiakkumulatoren mit einem gitterförmigen, metallischen Stromleiter, der mittels Abschnitten aus elektrolytbeständigem Kunststoff versteift und verankert ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein einseitig auf dem Stromleiter (11, 11/1, 11/2; 33) liegendes elektrolyt beständiges Netz (13) aus Kunststoff und/oder Metall oder aus Glasfasern mittels Kunststoff-Abschnitten (12/1 bis 12/3; 34/1, 34/2) verankert ist, die beidseitig auf dem Stromleiter (11, 11/1, 11/2; 33) im wesentlichen deckungsgleich an geordnet und miteinander verbunden sind.

13. Träger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromleiter (11) aus einer Bleilegierung besteht.

14. Träger nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Abschnitte (12/1 bis 12/3; 34/1, 34/2) streifenförmig sind.

15. Träger nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Kunststoff-Abschnitte (12/1 bis 12/3; 34/1, 34/2) derart bemessen und angeordnet sind, so daß sie den Stromleiter (11, 11/1, 11/2; 33) versteifen und/oder in Felder (22; 40) zur Aufnahme elektrochemisch aktiver Masse unterteilen.

16. Träger nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromleiter (33) ein Streckmetall- Gitter ist.

17. Träger nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (35, 36) und/oder Stege (37) des Stromleiters (33) mindestens abschnittsweise entfernt sind.

18. Träger nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß Reststücke (41) der entfernten Stege das Streckmetall- Gitters (33) an verbleibenden Stegen (37) belassen sind.