DE3140211C2

DE3140211C2 - Platte für Bleiakkumulatoren und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE3140211C2
Application number: DE3140211A
Authority: DE
Inventors: Tuneo Nabari Mie Fizishiro; Naozi Nabari Mie Hamamuro; Shinichi Kumagaya Saitama Ikari; Toshiaki Osaka Shima
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1980-10-13
Filing date: 1981-10-09
Publication date: 1985-08-14
Also published as: GB2088120B; DE3140211A1; JPS5767283A; GB2088120A; FR2492172B1; FR2492172A1; US4499929A

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Platte für einen Bleiakkumulator wird eine Gitterplatte aus Blei oder einer Bleilegierung gegossen und ein Rahmen aus einem säurebeständigen Kunststoffmaterial, der die Gitterplatte umgeben soll, geformt. Durch Vereinigung von Gitterplatte und Rahmen wird eine Plattenbasis gebildet. Die Plattenbasis wird auf beiden Seiten mit einer Paste aus Bleioxyd gefüllt und anschließend die Paste angetrocknet. Anschließend wird die mit Paste gefüllte Plattenbasis mit einer säurebeständigen Fasermatte abgedeckt, die mit Rahmen und Plattenbasis thermisch verklebt wird. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Platte für Bleiakkumulatoren, die nach dem vorgenannten Verfahren hergestellt wird.

Description

1. die pastenförmige, aktive Masse schichtenförmig auf ein Förderband (32) aufgebracht wird, daß

2. die als Gitterplatte ausgebildete Stromableiterplatte (22) auf das beschichtete Förderband (32) aufgedrückt wird und die aktive Masse in die Gitterplatte von unten her eindringt, daß

3. die Gitterp5site mit von oben zugeführter, aktiver Masse gefüllt wird und daß

4. das in der Gitterplatte angetrocknete, aktive Material in an sich bekannter Weise mit einer säurebeständigen Fasermasse (44a,) bedeckt und die Fasermatte {44a) mit dem Kunststoffrahmen (20) thermisch verklebt wird.

25 längsverlaufenden Schlitzen (18a,) in der Gitterplatte (18) angeordnet sind, wobei die längsverlaufenden Glieder {20b) des Kunststoffrahmens (20) durch die längsveriaufenden Schlitze (\8a) der Gitterplatte (18) hindurchragen.

7. Platte nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die säurebeständige Matte {44a) mit den längsveriaufenden Gliedern {20b) des Kunststoffrahmens (20) thermisch verklebt ist.

8. Platte nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die säurebeständige Malte (44a,) aus einer Faser gewebt ist.

9. Platte nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die säurebeständige Matte (44a,) aus einem Faservlies besteht.

10. Platte nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die säurebeständige (watte {44a) aus Glasfasern besteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterplatte eine Mehrzahl längsverlaufender Schlitze aufweist, die in seitlichen Abständen voneinander angeordnet sind, daß der Kunststoffrahmen eine Mehrzahl! agsverlaufender Glieder aufweist, die korrespondierend zu den längsverlaufenden Schlitzen der Gi- orplatte angeordnet sind und daß die längsverlaufenden Glieder des Kunststoffrahmens durch die längsverlaufenden Schlitze in der Gitterplatte hindurchragen, wenn die Gitterplatte in den Kunststoffrahmen eingelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die säurebeständige Matte mittels eines Thermoklebeverfahrens mit den längsveriaufenden Gliedern des Kunststoffrahmens verbunden wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das thermisehe Klebeverfahren, mit dem die säurebeständige Matte mit dem Kunststoffrahmen verbunden wird, mittels einer Mehrzahl von Heizwalzen, die in Abständen voneinander in Bewegungsrichtung der Plattenbasis angeordnet sind und ferner mit Hilfe einer Heizform erfolgt, die mit den oberen und unteren Rändern der säurebeständigen Matte in Eingriff kommt.

5. ^platte. hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Plattenbasis (22) mit einer Gitterplatte (18) aus Blei und einem diese umgebenden Rahmen (20) aus säurebeständigem Kunststoffmaterial, wobei die Gitterplatte (18) mit einem aktiven Material {3\A, B) gefüllt und mittels einer säurebeständigen Fasermatte (44a,) eo bedeckt ist, die ihrerseits thermisch mit dem Rahmen (20) und der Plattenbasis (22) verklebt ist.

6. Platte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterplatte (18) eine Mehrzahl längsverlaufender Schlitze (18a) aufweist, die in seitlichen Abständen angeordnet sind und daß der Kunststoffrahmen (20) eine Mehrzahl längsverlaufender Glieder {20b) aufweist, die korrespondierend zu den Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bleiakkumulators und ferner einen Bleiakkumulator, der nach diesem Verfahren hergestellt ist.

Man kennt grundsätzlich zwei Plattentypen, die für Bleiakkumulatoren Verwendung finden, nämlich Platten, die aus Pasten gebildet sind und Platten, die mit einer Schicht überzogen sind.

Die aus Pasten gebildete Platte liegt zwischen einander benachbarten Glasfasermatten und einem isolierten Trennglied, wobei ein geringer Druck auf eine Plattengruppe ausgeübt wird. Wenn auch derartige Platten leicht und billig hergestellt werden können, haben sie doch den Nachteil einer relativ geringen Lebensdauer. Dies hat den Grund darin, daß aktives Material einer positiven Platte aus dem Plattengitter herausfällt, wenn der Akkumulator wiederholt aufgeladen .«-nd entladen wird. Dies führt dann dazu, daß die einander benachbarten Platten elektrisch kurzgeschlossen werden.

Die durch Plattieren gebildeten Platten haben demgegenüber zwar eine längere Lebensdauer, aber ihre Herstellung ist so umständlich, daß die Kosten für die Herstellung beträchtlich höher liegen und diese daher unwirtschaftlich sind. Die Kostenerhöhung hat ihren Grund vor allem darin, daß es erforderlich ist, verschiedene Verfahrensstufen zu durchlaufen, wobei zunächst eip Plattiprrohr auszubilden und dieses dann mit dem aktiven Material zu füllen ist.

Es ist bereits eine Platte für Bleiakkumulatoren bekanntgeworden, die die gemeinsamen Vorteile der aus einer Paste gebildeten Platte und einer plattierten Platte aufweist (US-PS 40 55 711). Diese bekannte Platte ist gebildet aus einer Gitterplatte aus Blei oder aus einer Bleilegierung, die mit pastenförmigem. aktivem Material gefüllt und auf ihren beiden Seitenflächen mit einem Halterpaar aus porösem Isoliermaterial versehen ist. Diese porösen Halter weisen eine Mehrzahl langsverlaufender Rippen auf, die aneinanderstoßen oder mit rquer verlaufenden Gliedern der Gitterplatte verbunden sind. Es sind mühsame Arbeitsgänge erforderlich, um die längsverlaufenden Rippen mit den Haltern zu verbinden und sie aneinander zu fügen oder sie mit der Gitterplatte zu vereinigen. Hierdurch wird der Nutzeffekt der Arbeitsweise verringert und außerdem eine automatisierte Herstellung unmöglich gemacht.

Ferner ist aus der DE-OS 27 46 467 bereits bekanntgeworden, eine Stromableiterplatte beidseitig mit ei-

nem pastenförmigen, aktiven Material zu füllen und mit einem Kunststoffvlies abzudecken. Für den Füllvorgang wird die Stromableiterplatte zwischen den trichterartigen Füllrohren einer Fülleinrichtung hindurchgeführt, deren Mündungen einander gegenüberliegend angeordnet sind. Bei Durchführung der Stromableiterplatte durch die Fülleinrichtung wird diese randvoll mit aktiver Masse gefüllt Anschließend wird eine Schicht aus einem Polyestervlies auf die aktive Masse aufgedrückt. Das heißt, jeder zu füllenden Stromableiterplatte muß ein Paar von Fülltrichtern zugeordnet sein, deren Mündungen eine der Rahmenbreite entsprechende Breite hat und deren Abstand genau der Dicke der Rahmen entspricht.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe die Füllung von Stromableiterplatten und deren Endbearbeitung industriell mit einem zahlenmäßig hohen Durchsatz durchgeführt werden können.

Erf'ndungsgcmäß wird dies dadurch erreich i, daß

1. die pastenförmige, aktive Masse schichtenförmig auf ein Förderband aufgebracht wird, daß

2. die als Gitterplatte ausgebildete Stromableiterplatte auf das beschichtete Förderband aufgedrückt wird und die aktive Masse in die Gitterplatte von unten her eindringt, daß

3. die Gitterplatte mit von oben zugeführter, aktiver Masse gefüllt wird und daß

4. das in der Gitterplatte angetrocknete, aktive Material in an sich bekannter Weise mit einer säurebeständigen Fasermasse bedeckt und die Fasermatte mit dem Kunststoffrahmen thermisch verklebt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit die aktive Masse nicht von oben und unten her gleichzeitig in eine Stromableiterplatte eingebracht, sondern die Gitterplatte wird auf ein mit dem aktiven Material beschichtetes Förderband aufgedrückt. Dabei gelangt das aktive Material in den unteren Bereich der Gitterplatte. Anschließend wird die sich mit dem Förderband bewegende Gitterplatte unter einen Trichter der Pastenfüilmaschine gebracht, um den oberen Bereich der Gitterplatte randvoll mit aktivem Material auszufüllen. Dieser Füllvorgang ist besonders einfach, und man benötigt hierfür nur relativ einfache Zuführungsbehälter für die Paste aus aktivem Material. Insbesondere können viele Stromableiterpiatten gleichzeitig hergestellt werden, da mehrere Gitterplatten nebeneinander auf dem mit aktivem Material beschichteten Förderband gefüllt werden können. Die Zuführungsvorrichtungen für das aktive Material sind weitgehend unabhängig von den Einzelabmessungen der Gitterplatte, so daß Gitterplatten unterschiedlicher Dimensionen mittels der Füllvorrichtungen ohne Umrüstung der Füllvorrichtung gefüllt werden können.

Der ebenfalls Gegenstand der Erfindung bildende Bleiakkumulator, der nach dem erfindungsgemäßen ■Verfahren hergestellt wird, ist gekennzeichnet durch eine Plattenbasis mit einer Gitterplatte aus Blei und einem diese umgebenden Rahmen aus säurebeständigem Kunststoffmaterial, wobei die Gitterplatte mit einem aktiven Material gefüllt und mittels einer säurebeständigen Fasermatte bedeckt ist, die ihrerseits thermisch mit dem Rahmen und der Platienbasis verklebt ist.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung. Hierin zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig.2 einen. Querschnitt durch eine Gitterpiattengießmaschine, wie sie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird.

Fig.3 einen Querschnitt durch eine Pastenfüllmaschine,

F i g. 4 eine Seitenansicht einer Maschine für die Zuführung einer Glasfasermatte,

F i g. 5A eine schematische Darstellung eines Teües einer Maschine zur Befestigung der Matten in Seitenansicht,

Fig.5B einen anderen Teil der Mattenklebevorrichtung in Vorderansicht,

Fig.6A—6H aufeinanderfolgende Stufen bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Platte in perspektivischer Darstellung.

2ö ίπ Fig. 1 ist eine Vorrichtung 10 geneigt, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, und eine Maschine 12 für die Zuführung der Plattenbasis, eine Pastenknetmaschine 14 und eint Pastenfüllmaschine 16 umfaßt

Die Zuführungsmaschine 12 der Plattenbasis hat die Aufgabe, der Pastenfüllmaschine 16 nacheinander einzelne Plattenbasen 22 gemäß F i g. 6C zuzuführen. Diese Plattenbasen 22 sind gebildet aus Gitterplatten 18 aus Blei oder einer Bleilegierung (Fig.6A), die in Rahmen 20 (F i g. 6B) aus einem säurebeständigen Kunststoffmaterial eingesetzt wurden. Wie aus F i g. 2 zu erkennen ist. können die Gitterplatten 18 aus Blei oder einer Bleilegierung mittels einer Druckspritzgußmaschine 24 hergestellt werden. Bei dieser Druckspritzgußmaschine 24 wird ein unter Druck stehendes Gas. beispielsweise ein inertes Gas, in ein Bad 28 des geschmolzenen Metalls 26, nämlich Blei oder eine Bleilegierung, durch e>nen Einlaß 28a eingeleitet. Das geschmolzene Metall 26 wird durch eine Leitung 30 in eine Gußform 32 gepreßt, um die Gitt.rplatten 18 zu formen. Da auf diese Weise gebildete Gitterplatten 18 kein Bleioxyd enthalten und außerdem unter Druck ausgeformt werden, haben sie einen sehr feinen Aufbau, so daß sie verbesserte Antikorrosionseigenschaften aufweisen. In dem gezeigten Ausbildungsbeispiel weist jede dieser Gitterplatten 18 längsverlaufende Schlitze 18a auf. die in seitlichen Abständen voneinander angeordnet sind. Die Gitterplatte 18 weist ferner ein Ohr 19 auf. welches mit der Stromzuführung des Akkumulators verbunden werden soll.

Die Kunststoffrahmen 20 können mittels einer Spritzgußmaschine hergestellt werden. Jeder Rahmen weisi eine V'urd 20a auf. die den Rand der Gitterplatte umgeben soll und ferner längsverlaufende Glieder 20ö. die mit den Schlitzen 1**3 der Gitterplatten 18 korrespopdiercn. Wie aus Fig. 6C zu erkennen ist, ist die Stärke der längsverlaufenden Glieder 20b an deren beiden Enden verringert, um Rillen 20c zu schaffen, in die Ränder 18i>des Rahmens Io eingesetzt werden sollen.
Wie in F i g. 6C gezeigt, wird die Gitterplatte 18 in den Kunststoffrahmen 20 mit ..nicht dargestellten Vorrichtungen eingefügt, um die Plattenbasis 22 zu erhalten. Dabei kann die Gitterplatte 18 in den Kunststoffrahmen 20 eingesetzt werden, während der Kunststoffrahmen 20 mittels einer nicht dargestellten Transportvorrichtung zugeführt wird. Der Kunststoffrahmen 20 weist ein Ohr 21 auf, in welches das Ohr 19 der Gitterplatte 18 einzufügen ist. Sobald das Ohr 19 der Gitterplatte 18 in das Ohr 21 -des Rahmens 20 gelangt, hält ein Halteglied

21 a das Ohr 19 in dem Ohr 21 des Kunststoffrahmens 20 fest. Das stirnseitige Ende des Ohres 19 ragt aus dem Ohr 21 des Kunststoffrahmens 21 heraus.

Wie in F i g. 1 gezeigt, wird in der Pastenknetmaschine 14 durch Kneten von Bleipulver mit einer Knetlösung, beispielsweise Schwefelsäure und Wasser, eine Paste erzeugt. Das Bleipulver wird über eine Fördervorrichtung 26 aus einem Vorratsbehälter für Bleipulver 24 an die Pastenknetmaschine 14 geliefert. Die Knetlösung wird aus Vorratsbehältern 28 und 28' zugeführt. Die auf diese Weise erzeugte Paste gelangt in zwei Trichter 30 und 30' der Pastenfüllmaschinc 16.

Die Plattenbasis 22 wird von der Zuführungsmaschine 12 auf ein Förderband 32 der Pastenfüllmaschine 16 gebracht wie aus F i g. 3 zu ersehen ist. Die in dem Trichter 30 befindliche Paste 31a wird als Schicht 31a auf dem Förderband 32 ausgcbrciict und die Plättenbasis 22 anschließend auf diese Schicht 31a aufgelegt. Führungsrollen 34 pressen die Plattenbasis 22 so, daß die Pastenschicht 31a in den Boden der Plattenbasis 22 gedrückt wird, während diese mit dem Förderband 32 an den nächsten Trichter 30' befördert wird. Eine Paste 31 b in dem Trichter 30' wird ebenfalls in Form einer Schicht 31 b in die Plattenbasis 22, und zwar von ihrer Oberseite her, hineingedrückt. Fig.6D zeigt dl·.· Plattenbasis 22. die auf die beschriebene Weise mit der Paste 31 gefüllt wurde.

Am Ausgang der P 'stenfüllmaschine 16 befinden sich Quetschwalzen 36, die dafür sorgen, daß die Paste 31 in der Plattenbasis 22 die gleich Dicke wie der Kunststoffrahmen 20 hat. Stromabwärts von den Quetschwalzen 36 gesehen, ist eine Sprühvorrichtung 38 vorgesehen, an de eine etwa 1 normalige verdünnte Schwefelsäure auf die Plattenoberfläche gesprüht wird um auf der Oberfläche des aktiven Materials Bleisulfat zu erzeugen.

Die mit Paste gefüllte Plattenbasis 22 gelangt in eine Trockenvorrichtung 40. Würde die Paste in der Plattenbasis in der Trockenvorrichtung 40 vollständig getrocknet, dann könnte sich der Kunststoffrahmen 20 deformieren und das aktive Material Risse bilden. Um dies zu vermeiden, wird die Paste nur teilweise getrocknet, vorzugsweise bis ungefähr 50% des Wassers verdampft sind. Nicht dargestellt ist ein Kratzer, der vorzugsweise stromabwärts von der Trockenvorrichtung 40 angeordnet ist, und der die auf den unteren und oberen Oberflächen des Kunststoffrahmens 20 befindliche Paste abschabt

Die Plattenbasis 22 mit der auf die genannte Weise getrockneten Paste. 7/ird dann in eine Maschine 42 weitergeleitet, in der die Matte aufgebracht wird. Wie in F i g. 4 gezeigt, wird eine Matte 44a in Bandform von einer Vorratsrolle 44 über Führungsrollen 46 in die Mattenzuführungsmaschine 42 geliefert u-nd dann um die Plattenbasis 22 derart herumgelegt, daß diese vollständig von der Matte 44a bedeckt ist. Mit Hilfe eines nicht dargestellten Schneidwerkzeuges wird dann das Band 44a abgeschnitten. F i g. 6E zeigt die mit einer Matte 45 bedeckte Plattenbasis 22. Das Mattenmaterial kann aus einer säurebeständigen Faser gewebt oder ein Faservlies sein, und beispielsweise aus Glasfaser bestehen.

Die Plattenbasis 22, die mit der Matte 45 überzogen ist, wird dann einer Mattenklebevorrichtung 48 zugeführt Wie au«; der F i g. 5A und 6F zu erkennen ist wird in der Mattenklebevorrichtung 48, während die Plattenbasis 22 zwischen oberen und unteren Heizwalzenpaaren 50 und 50' hindurchläuft die in Abständen voneinander in der Bewegungsrichtung der Plattenbasis 22 angeordnet sind, die Matte thermisch mit dem Kunststoffrahmen 20 längs der Seitenränder und auch längs der in Längsrichtung verlaufenden Glieder 20£> verklebt. Wie in den F i g. 5B und 6G zu erkennen ist, wird die Plattenbasis 22 zwischen ein Paar obere und untere Heizformen 52 und 52' gelegt, um die Matte 45 an dem Kunststoffrahmen 20 längs seiner oberen und unteren Ränder thermisch zu verkleben. F i g. 6H zeigt eine Platte 54, die auf die beschriebene Weise hergestellt wurde. In dieser Figur sind die thermisch verklebten längsverlaufenden Teile 54a und die thermisch verklebten querverlaufenden Teile mit dem Bezugszeichen 54ö gekennzeichnet. Die thermisch verklebten Teile 54a und 546 sind mittels eines längsverlaufenden Klebeabschnittes 48a, bzw. eines querverlaufenden Klebeabschnittes 48f> der Mattenklebevorrichtung 48 erzeugt worden. Der Abstand zwischen den oberen und unteren Heizwalzen 50 und 50' kann vorzugsweise zum Ausgang der Mattenklebevorrichtung 48 geringer werden, da die Klebekraft der Matte 45 dadurch verbessert wird. Die Heizwalzen können alternativ auf der oberen bzw. der unteren Seite und entsprechende Kühlwalzen aus Gummi jeweils auf den gegenüberliegenden Seiten angeordnet sein.

Die auf die beschriebene Weise hergestellte Platte 54 wird einem Stapelgerät 56 zugeführt, in dem ein Boden jedesmal reim Zuführen einer Platte 54 um einen Abstand, der d°.r Plattendicke entspricht, nach unten verschoben w'ird, damit eine Mehrzahl von Platten 54 auf dem Stapelgerät 56 aufgestapelt werden kann.

Wie in Fig. 1 gezeigt, können viele Platten 54 kontinuierlich erzeugt werden, da viele Plattenbasen 22 nacheinander mit Hilfe der entsprechenden Transportvorrichtungen durch den Trockner 40, die Mattenzuführungsvorrichtung 42 und die Mattenklebevorrichtung 48 befördert werden können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Platten für einen Bleiakkumulator mit einer aus Blei oder Bleilegterung bestehenden, in einen Kunststoffrahmen eingesetzten Stromableiterplatte, in die eine pastenförmige, aktive Masse beidseitig eingefüllt und mit einer Fasermatte bedeckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ίο