DK151427B - Fremgangsmaade til fremstilling af gitre til blybatteriroerplader - Google Patents

Description

i 151427

Opfindelsen angår en fremgangsmåde af den i krav l's indledning angivne art.

Man har i mange år som positive elektroder i blybatterier i stationære og mobile anlæg anvendt såkaldte rørplader.

Kendte akkumulatorplader af denne type er for eksempel beskrevet i bogen "Bleiakkumulatoren" af E. Witte, Otto 5 Krausskopf Verlag, Mainz 1969, tredje oplag, side 23/34, samt i "Journal of Power Sources", andet bind, 1977/78, side 3.

Positive rørplader består af en række parallelle, side om side anbragte små rør af porøst formstof og med en ydre 10 diameter på tilnærmelsesvis 9 mm, i hvilke der indføres centrale, i tværsnit cirkulære gitterstave af en ikke-korrosiv blylegering, og som derefter fyldes med blyoxid.

De fyldte plader oplades anodisk i fortyndet svovlsyre, hvorved blyoxidet omdannes til blydioxid.

15 De for tiden anvendte formstofrør kan for eksempel være fremstillet af syrefaste og chlorfrie fibre. Størst holdbarhed har fibre af glas, polypropylen eller polyester.

Der findes i dag på markedet multifilamentpolyestergarn-væv med en vægtykkelse på 0,3 - 0,4 mm og med poreåbninger 20 mindre end 0,2 mm i form af lommer med mange rør og beregnet til rørplade-batterier af den omtalte type, der i Tyskland er kendt under betegnelsen "Panzerplatten", og i USA under betegnelsen "Ironclad plates".

Rørplade-batterier er fordelagtige over for batterier 25 med sædvanlige gitterplader ved deres store holdbarhed under cyklisk drift. Rørplade-batterier kan for eksempel tåle 1000 - 2000 lade-aflade-cykler af en bestemt type, medens batterier med sædvanlige plader kun kan tåle 400 -800 cykler af tilsvarende art. Rørplade-batteriers større 30 holdbarhed beror på, at den positive aktive masse, der består af blydioxid-partikler, er fast indesluttet i rørene og derfor ikke kan brækkes ud af elektroden og falde af.

151427 2

Til gengæld volder støbningen af hårdblygitrene til rørpladerne visse vanskeligheder. På grund af det tiltagende energibehov og den relåtlVt ΙΪΙΙθ bundflade Ved elGfctri” ske køretøjer skal der til blyakkumulatorer til mobil an-5 vendelse bygges høje akkumulatorceller med høje plader. De centrale gitterstænger har normalt en diameter på kun 3 mm, men skal fremstilles i længder på op til 800 mm og mere.

En stor pladehøjde medfører særlige problemer ved støbningen. Trykstøbemetoder er almindeligt anvendt til frem-10 stilling af rørplade-gittere, og flere firmaer tilbyder spe cielle trykstøbemaskiner til dette formål. I disse tryk-støbemaskiner indskydes blyet gennem en konisk dyse under tryk i støbeformen i blystavenes længderetning. Jo længere støbegodset er, des mere bekostelig er trykstøbemaskinen.

15 Erfaringen har vist, at trykstøbningen af gittere, der inde holder meget lidt eller intet antimon, volder særlige vanskeligheder, idet blylegeringers støbelighed aftager med * aftagende antimonindhold. Dette er grunden til, at man hidtil ved støbning af rørplade-gittere alt efter pladehøj-20 den har været nødsaget til at anvende blylegeringer med op til 12% antimon.

Det store antimonindhold i blygitteret er imidlertid i og for sig uønsket, fordi antimon er betydelig mere bekosteligt end bly, så at batteriets fremstilling fordyres. Des-25 uden medfører et stort antimon-indhold tekniske ulemper, idet gitteret bliver mindre korrosionsfast. Antimon, der frigøres fra gitteret ved anodisk oxidation, diffunderer i elektrolytten over til den negative plade, hvor det udfældes i form af metallisk antimon. Dette medfører den 30- såkaldte "forgiftning" af den negative plade med antimon.

Antimon nedsætter nemlig de negative blyelektroders hydro-genoverspænding. Hydrogen udvikles da meget hurtigere, hvilket igen medfører intensiveret selvafladning af de negative elektroder. Når batteriet står ubrugt i længere 35 tid, synker syretætheden ved selvafladningen, hvorved igen korrosionen af de positive gitre fremskyndes. Desuden 151427 3 medfører udviklingen af hydrogen et vandtab for batteriet, så at der kræves hyppig vandtilførsel, dvs. øget pasning.

Det ville derfor være fordelagtigt at fremstille rørplade-gittere af legeringer uden antimon eller i det mindste med 5 et meget lille antimonindhold.

Det er opfindelsens formål at tilvejebringe en fremgangsmåde, ved hjælp af hvilken man på enkel vis kan fremstille rørplade-gittere uden antimon eller med meget lidt antimon, og ved hjælp af hvilken man problemfrit kan støbe selv 10 meget høje gittere. Dette opnås ved de i krav l's kendetegnende del angivne foranstaltninger.

I det følgende forklares opfindelsen nærmere ved hjælp af tegningen, hvor fig. 1 skematisk anskueliggør den traditionelle proces ved 15 støbning af rørplade-gittere, fig. 2 illustrerer en udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen, og fig. 3 viser et snit efter linien A-A i fig. 2.

Fig. 1 viser skematisk den hidtil gængse metode til støb-20 ning af rørplade-gittere. Den flydende blylegering skydes ved hjælp af et ikke vist trykapparat gennem ansatser 1 ind i formen i retning parallelt med gitterstængerne 2's akser. Gitterstængerne har en diameter på tilnærmelsesvis 3 mm og er som regel forsynet med centreringsfaner 3. Ef-25 ter støbningen afrettes pladen langs med skæreflader 4.

Erfaringen viser, at man ved hjælp af de i handelen værende trykstøbemaskiner til dette formål kun kan fremstille gitterstænger over en vis længde, såfremt blylegeringens antimonindhold er tilsvarende stort. Man har eksperimen- 151427.

4 telt bestemt den for forskellige gitterlængder nødvendige antimonmængde, der er angivet i nedenstående tabel 1. De angivne værdier gælder for en gængs :maskine, der anbefales til støbning af rørplade-gittere, og som arbejder med et 5 lufttryk på 10 atm. og en støbetemperatur på 400 - 450 °C.

TABEL 1

Gitterlængde Nødvendigt antimonindhold 200 mm 4 % 400 mm 8 % 10 600 mm 10 % 800 mm 12 %

Med denne maskine kan der således ikke fremstilles lange gittere af antimonfrie blylegeringer eller sådanne med et lille antimonindhold. Støbning af lange gittere ville 15 sandsynligvis kræve langt mere bekostelige støbemaskiner, der arbejder med et højere tryk, såfremt man benytter den traditionelle trykstøbeproces.

Fig. 2 viser skematisk en udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen til støbning af rørplade-gittere. Den 20 flydende blylegering indføres i støbeformen fra gitterets langside, hovedsageligt i gitterets samlede længde og i retning vinkelret på gitterstængerne 2's længdeakser.

Mellem støbetappen eller dødhovedet 1 og gitteret findes i støbeformen i ens indbyrdes afstand beliggende indstrøm-25 ningskanaler 8 med et passende tværsnit.

Mellem gitterstængerne medstøbes i indbyrdes afstande på fortrinsvis 20 - 120 mm forbindelser 5.

Fig. 3 viser en foretrukken udførelsesform for disse forbindelser. I fig. 3 er vist snævre steder 6, som tjener til at let-30 te en i det følgende nærmere omtalt stanseproces, idet de holder 151427 5 et bly-tværsnit, der skal overskæres, lille. De snævre steder 6 tjener desuden som styr for stanseværktøjet.

Forbindelsen har en tyk del 7, der letter gitterets fyldning med bly. Under støbningen kan luften i stø-5 beformen først undvige ind i hulrummene 7. Under fyldningen med blylegering dannes i zonerne 7 et varmeforråd, idet den øgede masse blylegering på de fortykkede steder 7 afkøles langsommere end på de snævre steder 6 eller i gitterstængerne 2. Svindet på grund af den efterfølgende 10 afkøling kan derfor finde sted i forbindelsesdelen 7 med øget vidde. På denne måde sikres en fuldstændig fyldning af gitterstængerne 2.

Forbindelsens tykke del 7 har fortrinsvis et større tværsnit end den enkelte gitterstang, f.eks. en 15 tykkelse på 2 - 6 mm og en længde på 10 - 30 mm, medens de indsnævrede områder 6 for eksempel kan have en tykkelse på 0,8-1,6 mm og en længde på 5-20 mm. Det har-vist sig at være fordelagtigt at holde de snævre dele 6 kortere end de tykke dele 7. Gitterstængerne er forsynet med de i og 20 for sig kendte centreringsfaner svarende til fanerne 3 i fig. 1. Disse faner er dog ikke vist i fig. 2 og 3. Forbindelserne mellem gitterstængerne kan også bortstanses ved hjælp af et værktøj, der efter stanseoperationen efterlader en lille del af hver forbindelse i 25 form af en sådan centreringsfane.

Den i det foregående beskrevne metode til fremstilling af gitre kan selvfølgelig også anvendes til fremstilling af rørplade-gittere med i tværsnit ovale rør.

Gitre med forbindelser kan enten støbes .manuelt 30 eller med mindre omkostninger i en gitterstøbemaskine af den art, der anvendes til støbning af negative gitterplader, hvor blyet fylder formen alene ved udnyttelse af sin tyngde, og uden at der anvendes noget tryk. Denne metode har den 151427 6 fordel, at den ikke kræver nogen bekostelig trykstøbema-skine.

Der kan selvfølgelig anvendes en enkel trykstøbemaskine, men trykstøbning er som nævnt ikke strengt nødvendig.

5 Ved støbningen kan blyet hældes i fra oven. I specielle tilfælde kan blyet dog tilføres forneden, idet den nødvendige blytilførsel finder sted fra en højere beliggende, opvarmet forrådsbeholder. Denne teknik betegnes på engelsk som "bottom pour”.

10 Efter støbningen bortstanses forbindelserne mellem gitterstængerne samt støbetappen 1 og en endedel 9, uden at selve gitterstængerne beskadiges. Skærefladerne 4 er beliggende ved de indsnævrede steder 6. Stanseværktøjerne har en til eksakt styring af støbeemnet egnet form.

15 For at stanseværktøjet kan holdes lille, kan rækkerne af forbindelser også stanses hver for sig, successivt, idet gitteret trinvis fremskydes et stykke svarende til afstanden mellem forbindelserne. På denne måde kan der fremstilles et gitter, som til slut har samme 20 udseende som et normalt gitter for rørplader.

Ved hjælp af den i det foregående beskrevne metode kan man støbe gittere for rørplader af blylegeringer med et meget lille antimonindhold. Således kan der meget let støbes gittere med en antimonandel på 0-4 %. Til sådanne 25 antimonlegeringer anvendes fortrinsvis en tilsætning på 0,3 - 0,5 % arsen. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er også velegnet til støbning af helt antimonfrie gittere, f.eks. af bly-calciumlegering.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen medfører det fremskridt, 30 at man enkelt, rationelt og billigt kan fremstille positive rørplade-gittere uden antimon eller med et meget lille antimonindhold.

Claims (7)

151427 Patentkrav :

1. Fremgangsmåde til fremstilling af gitre til blybat-terirørplader ved støbning af en flydende blylegering uden antimon eller med meget lidt antimon i en støbe- 5 form, kendetegnet ved, at den flydende blylegering under gitterets støbning indstøbes fra gitterets ene langside og vinkelret på gitterstavenes (2) længderetning, at der i gitteret medstøbes forbindelsesdele (5), der forbinder nabogitterstave (2), og at 10 forbindelsesdelene (5) mellem nabogitterstavene (2) bortstanses i en efterfølgende arbejdsgang på en sådan måde, at gitterstavene selv forbliver ubeskadigede og derved danner det færdige rørpladegitter.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 15 ved, at den flydende blylegering indstøbes fra gitter- blystavenes (2) ene langside parallelt med gitterets plan, på en sådan måde, at forbindelsesdelene (5) har et fortykket midterparti (7) samt ved deres indmunding i gitterstavene (2) et indsnævret parti (6) med reduce-20 ret tværsnit.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der mellem to efter hinanden følgende forbindelsesdele (5) findes en afstand på mellem 20 og 120 mm.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 25 ved, at forbindelsesdelene (5) har en tykkelse på mellem 0,8 og 6 mm og en længde på mellem 5 og 30 mm.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at forbindelsesdelenes (5) tykke partier (7) har 151427 et større tværsnitsareal end gitterstavene (2).

6. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at forbindelsesdelenes (5) partier (6) med reduceret tværsnit er tyndere end gitterstavene (2).

7. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at forbindelsesdelenes (5) tykke partier (7) er længere end de indsnævrede partier (6).