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Verfahren zum Herstellen von durchlochten Kautschukplatten Die Erfindung
bezieht sich auf das Herstellen durchlochter Kautschukplatten, die vor allein bei
der Herstellung von Akkumulatoren Anwendung finden sollen.
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Bei gewissen Ausführungsformen von Akkumulatoren ist es üblich, zwischen
der Batterieplatte und der hölzernen oder sonsi -gen Batter ieplattentrennwand,
durch welche die positiven und negativen Platten in Abstand voneinander gehalten
werden, entweder mechanisch durchlochte oder geschlitzte Hartkautschukplatten oder
Platten aus sog. geflochtenem Kautschuk zu verwenden. Dieses zusätzliche Kautschuktrennstück
kann die Form einer Platte haben, die zwischen die Batterieplatten, im allgemeinen
nur die poslive Platte, und die genannte Trennwand eingesetzt wird, oder es kann
die Form einer t'ininantelung haben, welche die positive Platte einschließt. Ein
derartiges Kautschuktrennstück dient dazu, das aktive Mittel in der Platte zu halten,
was von besonderer Wichtigkeit ist, wenn es sich um Hochleistungsbatterien handelt,
die Erschütterun= gen ausgesetzt werden, wie beispielsweise-im Eisenbahnzugdienst
o. dgl., in -welchem Falle die Platten gegen Verlagerung des aktiven Mittels geschützt
werden müssen, damit sie lange Zeit betriebsfähig bleiben. Wenn ferner die gewöhnliche
Plattentrennwand aus Holz- besteht, -so -dient das Kautschuktrennstück auch dazu,
das Holz gegen die starke Oxydationswirkung des stark aktiven Mittels in der positiven
Platte zu schützen. Die Kautschukplatte muß aber äußerst dünn sein, damit die Kapazität
der Batterie nicht übermäßig verringert wird, und die Durchlochungen oder Schlitze
in der Kautschukplatte müssen genügend klein oder eng sein, damit das aktive Mittel
in der Platte wirksam zurückgehalten wird.
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Die Platten müssen aber ferner ausreichend porös oder durchlässig
sein, damit der innere Widerstand -der Zellen, insbesondere im Falle von Anlasserbatterien
von Automobilen, bei denen äußerst große Ströme während des Ingangsetzens der Maschine
erforderlich sind, nicht wesentlich vergrößert wird. Diese Anforderungen und die
hohen Kosten der gemäß den -bisher - bekanntgewordenen Verfahren
hergestellten
Platten haben jedoch die Verwendung derartiger Kautschukplatten für Akkumulatoren
stark behindert: Die Erfindung betrifft nun ein Verfahre; Lum Herstellen von Kautschukplatten,
.die. z. B. als Ummantelung für Akkumulatoren, platten oder als Trennwände zwischen
den Batterieplatten und den üblichen, die positiven und negativen Platten trennenden
Ab-
standhaltern benutzt werden können. Sie umfaßt ferner auch die gemäß diesem
Verfahren hergestellte Kautschukplatte selbst, die insbesondere für Akkumulatoren
benutzt werden kann.
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In der Zeichnung sind eine beispielsweise Ausführungsform einerVorrichtung
zur Ausführung des Verfahrens der Erfindung sowie mehrere Ausführungen von Kautschukplatten,
die erfindungsgemäß hergestellt werden können, dargestellt; und zwar zeigen Fig.
i und ä schematisch in Ansicht und in Draufsicht eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens gemäß der Erfindung, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3. in
Fig. 2, Fig. 4 eine stark vergrößerte Ansicht einer Kautschukplatte, die als Ausgangswerkstoff
für die Erfindung benutzt wird, Fig..6, 8 und io stark vergrößerte Ansichten von
drei Beispielen von Kautschukplatten, die unter Verwendung der Kautschukplatte gemäß
Fig. 4 hergestellt sind, und Fig. 5, 7, g und i i Schnitte nach den Linien 5-5,
7-7, 9-9 und i i -i i in den Fig. 4, 6, 8, io.
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Zur Durchführung der Erfindung wird als Ausgangswerkstoff eine Kautschukplatte
mit sehr kleinen Durchlochungen benutzt, die regelmäßig in Kolonnen und Reihen im
Winkel zueinander angeordnet sind, und zwar verlaufen die Kolonnen und Reihen vorteilhaft
im allgemeinen nach der Länge und Breite der Platten. Die Durchlochungen haben einen
Durchmesser von etwa o,o75 mm bis o;33 mtn und sind in einer Anzahl von etwa 16o
bis 16öö j e Quadratzentimeter vorhanden. Eine derartige Kautschukplatte kann z.
B. dadurch hergestellt werden, daß eine Kautschukmilchmischung hoher Zähigkeit auf
eine luftundurchlässige, auf ihrer Oberfläche mit kleinen Vertiefungen oder Narbungen
versehene Unterlage, z. B. ein Gewebe, aufgetragen und die von der Kautschukmilchmischung
in den Vertiefungen der Unterlagen eingeschlossene Luft durch Wärme ausgedehnt wird,
derart, daß sie unter Bildung von kleinen Kanälen durch die Kautschukmilchmischung
entweicht, während diese einer teilweisen oder vollständigen Koagulation unterworfen
wird (Patentschrift 61g 147), Die durchlochte Ausgangsplatte wird dann derart gedehnt,
daß der Prozentsatz der Aussparungen in der Platte- zunimmt. Wie aus den .weiteren
Ausführungen hervorgeht, kann das üsmaß der der Platte in einer Richtung ";der mehreren
Richtungen zu gebenden Deh-4liüng je nach der Form und Größe der gewünschten Durchlochungen
und dem gewünschten Prozentsatz der Aussparungen in dem fertigen Gegenstand geändert
werden.
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Die Platte wird in Richtung der Kolonnen der Durchlochungen gedehnt
und im gedehnten Zustande vulkanisiert; so daß die durch die Dehnung: erzeugten
verlängerten öffnungen erhalten bleiben. Unter Kolonnen der Durchlochungen werden
hier die Reihen von Löchern verstanden, die in Richtung der Längsachsen der verlängerten
Öffnungen in der fertiggestellten Platte verlaufen. Wie es aus der Zeichnung hervorgeht,
ist dies im allgemeinen die Längsrichtung der Platte, gewünschtenfälls kann aber
auch die Dehnung oder die größere Dehnung nach der Breite der Platte erfolgen, in
welchem Falle die Kolonnen der Durchlochüngen nach der Breitseite der Platte verlaufen,
während die Reihen der Durchlochungen der Länge nach verlaufen. Wenn die Kolonnen
und Reihen diagonal zur Platte verlaufen, dann wird die Dehnung oder die größere
Dehnung diagonal zur Platte in Richtung der Kolonnen der Durchlochungen durchgeführt,
wobei die Kolonnen der Durchlochungen wie gewöhnlich in der fertiggestellten Platte
in Richtung der Längsachsen dei' verlängerten Öffnungen verlaufend angesehen werden,
während die Reihen der Durchlochungen in diesem Falle diagonal zur Platte verlaufen,
und zwar praktisch im rechten .Winkel zu . den Kolonnen.
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Durch das Dehnen in Richtung der Kolonnen der Durchlochungen nimmt
der seitliche Abstand der Durchlochungen ab, so daß die nebeneinanderliegenden,
durch das Dehnen gebildeten verlängerten Öffnungen seitlich durch lange, dünne Kautschukstreifen
voneinander getrennt werden, während die Reihen: der Öffnungen in der Längsrichtung,
d. h. in Richtung der Kolonnen oder in Richtung der Dehnung, von den benachbarten
Reihen durch verhältnismäßig breite, in der Längsrichtung nur wenig verbreiterte
Kautschukstreifen getrennt werden. Wenn die Platte nur in einer Längsrichtung gedehnt
wird und eine freie Bewegung der Breite nach zugelassen wird, so erfolgt im rechten
Winkel zur Richtung der Dehnung eine Zusammenziehung des Kautschuks, so daß die
Breite der Platte verringert wird. Um die ausgesparte Fläche der Platte noch weiter
zu vergrößern und gleichzeitig eine breitere Bahn herzustellen und das Endergebnis
zu vergrößern, wird die Platte vorteilhaft auch der Breite nach oder
in
Richtung der Reihen gedehnt, aber wesentlich geringer als in Richtung der Länge
der Platte. Die Platte wird in dem in einer Richtung oder beiden Richtungen gedehnten
Zustande für die Vulkanisation festgehalten, indem sie fest auf eine Walze gewickelt
wird, und die Vulkanisation wird dann durchgeführt, während die Platte so gedehnt
und aufgerollt bleibt. Die Platte wird vorzugsweise zu Hartkautschuk vulkanisiert,
wenn sie, wie oben beschrieben, in Akkumulatoren verwendet werden soll; sie kann
aber auch in gedehntem Zustande auf der Walze für Batterie- oder andere Zwecke zu
Weichkautschuk vulkanisiert werden.
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Versuche haben ergeben, daß, wenn die Platte vor, während oder nach
der Drehung mit einem organischen Kautschukquellmittel, wie Kohlenstofftetrachlorid;
behandelt und zur Zeit der Vulkanisation wenigstens eine kleine Menge des Duellmittels
von-der Platte zurückbehalten ist, ein größerer Prozentsatz an Aussparungen in der
fertiggestellten Platte erhalten wird als in dem Falle, in welchem die Platte zwar
in demselben Ausmaße gedehnt, aber nicht mit Kohlenstofftetrachlorid behandelt worden
ist. Durch diese Behandlung werden bei gleicher Dehnung zwischen den Reihen der
verlängerten bffnungen Querstreifen mit geringerer Breite und größerer Dicke und
dünne, die benachbarten Öffnungen seitlich trennende Längsstreifen mit geringerer
Breite und geringerer Dicke erzeugt als ohne diese Behandlung.
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In Fig. r und. :2 ist schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens dargestellt, bei welchem die durchlochte Ausgangsplatte der Länge
nach und in kleinem Ausmaße auch der Breite nach gedehnt und die Platte vor der
Vulkanisation auch mit Kohlenstofftetrachlorid behandelt wird. Eine Rolle 2o der
durchlochten Platte 21 geht unter einer Führungsrolle 22 hindurch und über eine
Auftragsrollo 23 hinweg, die in einen Behälter 24 eintaucht, der Kohlenstofftetrachlorid
enthält. Die Rolle 23 läuft in einer der Bewegungsrichtung der über sie hinweggehenden
durchlochten Platte entgegengesetzten Richtung um, damit das Kohlenstofftetrachlorid
gleichmäßig über die Oberfläche der Platte verteilt und von dieser aufgenommen wird.
Die Platte geht dann zwischen Zug- und Führungsrollen 25, 26 hindurch und wird auf
einer Walze 27 aufgewickelt. Die Walze 27 ruht auf einer Walze 28 und wird von dieser
angetrieben. Die Antriebswalze 28 läuft mit größerer Geschwindigkeit um als die
Führungsrollen 25, 26, so daß die Platte 2 1 zwischen den Rollen 25, 26 und der
Aufwickelwalze 27 gedehnt und auf der Walze 27 unter gleichbleibender Dehnung aufgewickelt
wird. Um die Platte auch der Breite nach zu dehnen, wird an den Seitenkanten der
Platte zwischen den Führungsrollen 25, 26 und der Aufwickelwalze 27 ein üblicher
Spannrahmen 29 benutzt, der eine Anzahl im einzelnen in Fig.3 veranschaulichte Klemmstücke
3o hat, die miteinander zu zwei im Winkel zur Bewegungsrichtung der Platte verlaufenden
Ketten 3 i und 4o verbunden sind, von denen die eine, 31, längs der einen Kante
der Platte über die auf den Zapfen 34, 35 sitzenden Zahnräder 32, 33 und die andere
Kette, 4o, auf der gegenüberliegenden Seite der Platte über die auf den Zapfen 38,
39 sitzenden Zahnräder 36, 37 umläuft. Die Ketten 31 und 4o haben an der Austrittsseite
der Führungsrollen 25, 26 einen solchen Abstand voneinander, daß die Seiten der
Platte so geführt werden, daß sie durch die öffnungen der Klemmstücke
30 hindurchgehen. Jedes Klemmstück 30 (Fig.3) hat einen Finger 41, der bei
42 an einem Arm 43 angelenkt ist. Eine Feder 44 am Zapfen 42 sucht das Ende
des Fingers 41 gegen das Fußstück 45 des Klemmstückes zu drücken, das von der Kette
31 getragen wird, die in einer Nut des Trägers 46 des Spannrahmens läuft. Wenn die
Kante der Platte 2 i von dem Klemmstück 30 gegriffen wird, so wird es von
dem Klemmstück um so fester gehalten werden, je kräftiger der Zug der Platte ist.
Ein Nocken 47 drückt gegen die Finger 41, um die Klemmstücke zu öffnen, sobald sie
in die Stellung gelangen, die Platte 21 zu greifen, wenn diese die Führungsrollen
25, 26 verläßt. Wenn die Finger über den Nocken hinweggegangen und wieder losgelassen
worden sind, drücken die Federn 44 die Finger gegen den Fuß der Klemmstücke, so
daß letztere geschlossen und die Kanten der Platte für den Streckvorgang ergriffen
werden. Ein gleicher Nocken 48 öffnet die Klemmstücke auf. der gegenüberliegenden
Kette 40, wenn sie in die richtige Stellung für das Ergreifen der Kanten der Platte
kommen. Wenn die Platte um den bestimmten Betrag gedehnt worden ist; werden die
Klemmstücke 3o durch den Nocken 47 und 48 entsprechende Nocken 49 und So geöffnet,
so daß die gedehnte Platte für das Aufwikkeln auf der Walze 27 losgelassen wird.
Nach dem Loslassen der Platte können dann die Federn 44 die Finger 41 wieder gegen
den Fuß 45 'der Klemmstücke drücken, um die Klemmstücke für ihren Leerumlauf zwischen
den Nocken oder Auflaufstücken 49 und 50 bis zu den Nocken 47- und 48 zu schließen.
Die Länge der Walze 27 wird so gewählt, daß die gedehnte Platte etwas über die Kante
der Walze vorsteht, beispielsweise etwa r cm bei einer Platte einer Breite bis zu
etwa 6o cm, tun die aufgewickelte Platte der Breite nach zu befestigen und ein Zusammenziehen
oder
Schrumpfen vor oder während des Vulkanisierens zu verhindern.
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Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen eine Ausgangsplatte, die durch die
erläuterten Arbeitsweisen in verschiedene Enderzeugnisse übergeführt werden: kann,
wie es in den Fig. 6 bis i i dargestellt ist. Die Ausgangsplatte gemäß der Fig.4
und 5 wurde auf einem Gewebe hergestellt, das 23 Schuß- und 23 Kettenfäden
je Quadratzentimeter enthielt und das gummiert worden war, ohne daß das Gewebe auf
der Vorderseite oder Abscheidefläche verdeckt oder ausgefüllt wurde, aber auf der
Rückseite eine zusammenhängende undurchlässige Schicht aufwies, damit auf der Abscheidefläche
aufgestrichene Kautschukmilchschichten während des Trocknens durchblasen werden
konnten.
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Die Kautschukplatte gemäß der Fig. 6 wurde hergestellt, indem die
gelochte Ausgangsplatte gemäß der Fig. 4 in der Längsrichtung der Platte gedehnt
und der Platte dabei ermöglicht wurde, sich der Breite nach zusammenzuziehen, so
daß die schließlich erhaltene Platte die 2;8fache Länge der ursprünglichen Länge
und die o,7fache Breite der ursprünglichen Breite hat.
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Die Plätte gemäß der Fig. 8 wurde hergestellt, indem die gelochte
Ausgangsplatte gemäß der F ig: 4 in der Längsrichtung um denselben Betrag wie die
Platte gemäß der Fig. 6 gedehnt, außerdem aber auch der Breite nach um etwas mehr
als die ursprüngliche Breite gedehnt wurde, so daß die fertiggestellte Platte die
2,8fache Länge der ursprünglichen Länge und die i,i5fache Breite der ursprünglichen
Breite hatte.
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Die Platte gemäß der Fig. io wurde hergestellt, indem die durchlochte
Ausgangsplatte gemäß der Fig. 4 in der Längsrichtung gedehnt, aber gegen seitliche
Zusammenziehung stark zurückgehalten wurde; außerdem wurde die Platte mit Kohlenstofftetra-
| Anzahl der Durchlochungen Lochausmaße Dünne Streifen
Breite Streifen Ungefähre |
| aus- |
| je cm je cm nach der nach der nach der nach der je qcm
Breite I Dicke Breite @ Dicke gesparte |
| Breite Länge etwa Breite Länge a b c d Fläche |
| mm mm o |
| Fig. 4 ... 22 bis 23 22 bis 23 5oo 0,13 I o,13 0,30.
0,55 0,30 0,55 5 |
| Fig. 6 ... 31 bis 32 7 bis 8 25o 0,13 0,70 o,17 0,25
0,51 0;36 18 |
| Fig. 8 ... 1g bis 2o 7 bis 8 155 0,30 1,o 0,20
o;15 0,36 o,28 35 |
| Fig. 1o .. 26 bis 27 4 bis 5 125 0,30 1,6 0,07 o,18 o,51 0,36
50 |
Aus der Tabelle geht hervor, daß gemäß dem Verfahren der Erfindung durchlochte Platten,
die eine ausgesparte Fläche von etwa 5 bis ro°/o haben; in durchlochte Platten umgewandelt
werden können, die eine ausgechlorid behandelt, wie es in den Fig. i und 2 der Zeichnung
veranschaulicht ist. Das auf diese Weise erhaltene Erzeugnis hatte die 4,7fache
Länge und die o,85fache Breite der Ausgangsplatte.
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Für gewisse Zwecke kann es erwünscht sein, ein Erzeugnis herzustellen,
bei welchem die Querreihen der verlängerten Öffnungen mehr oder weniger diagonal
über die Platte verlaufen, d. h. in einem Winkel zur Länge der Platte und nicht
im rechten Winkel, oder auch eine Plätte, bei der sowohl die Kolonnen als auch die
Reihen der Öffnungen schräg verlaufen. Im letzteren Falle kann die durchlochte Ausgangsplatte
auf einer schräg geschnittenen Gewebeunterlage hergestellt werden. Im ersteren Falle
können die durchlochten Ausgangsplatten; die nach der Länge und Breite der Platte
verlaufende Kolonnen und Reihen von Dürchlochungen haben, den Führungsrollen a5,
26 so zugeführt werden, daß die eine Kante der Platte der anderen Kante vorausläuft,
d. h. so, daß die Platte unter einer scharenden Längsverziehung steht.
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Die durchschnittliche Größe der Durchlochungen und die mittlere Breite
a und Dicke b der dünnen Streifen, die seitlich die Durchlochungen trennen, und
die mittlere Breite c und Dicke d der breiten Streifen, welche die Reihen der Durchlochungen
der Länge nach trennen; und die Pörosität oder Durchlässigkeit der Enderzeugnisse
sind in den verschiedenen Fällen sehr verschieden, wie es aus der folgenden Tabelle
hervorgeht, in der die Ausmaße der Ausgangsplatte gemäß der Fig. 4 und der in den
Fig. 6, 8 und io veranschaulichten Beispiele der erfindungsgemäß hergestellten Kautschukplatte
angegeben sind. Bei den gedehnten Erzeugnissen ist die Breite der Löcher an der
Stelle ihrer größten Breite gemessen; die Länge der dünnen Streifen entspricht natürlich
der der verlängerten Durchlochungen. sparte Fläche bis zu 5o'/, haben. Die dünnen
Streifen, die seitlich die benachbarten Öffnungen in der gedehnten Platte trennen,
sind in jedem Falle auf eine äußerst geringe Breite von weniger als
0,25
mm verringert
worden. Die verhältnismäßig große Zunahme in der Länge
der dünnen Streifen und die verhältnismäßig kleine Zunahme in der Breite oder Längsrichtung
der Querstreifen, wenn die Platte um einen Betrag gedehnt wird, der die optimale
Verlängerung nicht überschrei-
| Prozentuale Verlängerung |
| Figur 6 Figur 8 Figur io |
| Udo ` °l0 |
| Dünne Streifen ........................... 500 700 1200 |
| Breite Streifen ............................ 6o io 6o |
| Die Platte als Ganzes ..................... 18o 18o
370 |
Die anfänglich größere Dehnung oder Verlängerung der dünnen Streifen im Vergleich
mit der Zunahme in der Längsausdehnung der Querstreifen erzeugt einen Unterschied
zwischen der Dicke der Längsstreifen und der der Querstreifen, -wie es deutlich
aus den Fig.7, 9 und ii hervorgeht, und zwar ist die Dicke der Querstreifen wesentlich
größer als die Dicke der Längsstreifen. Die tatsächliche Dicke der dickeren OOuerstreifen
hängt natürlich von der Dicke der Ausgangsplatte ab. Die Dicke der Querstreifen
kann leicht unter
0,5 mm gehalten werden, vas die bevorzugte größte Dicke
ist, wenn die durchlochte Kautschukplatte in Akkumulatoren als Trennplatte zwischen
den Platten und der gewöhnlichen Trennplatte benutzt werden soll. Die größte Breite
der