Titel: | Einiges aus der angewandten Elektrochemie in den Jahren 1900 und 1901. |
Autor: | Franz Peters |
Fundstelle: | Band 317, Jahrgang 1902, S. 589 |
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Einiges aus der angewandten Elektrochemie in den Jahren 1900 und 1901.
Von Dr. Franz Peters.
(Fortsetzung von S. 224 d. Bd.)
Einiges aus der angewandten Elektrochemie in den Jahren 1900 und 1901.
2. Sekundärelemente.
Erwärmt man Akkumulatorenzellen während der Entladung, so wird nach Karl Heim (Englisches Patent Nr. 12152 von 1900; D. R.
P. Nr. 118666) die Viskosität der Säure vermindert, so dass die
Konzentrationsabnahmen in der Nähe der Elektroden schneller ausgeglichen werden.
Demnach fällt die Spannung langsamer. Man kann also unter sonst gleichen Bedingungen
längere Zeit entladen, als wenn der Elektrolyt kalt bliebe. Das heisst mit anderen
Worten: Die Kapazität wächst. Die Zunahme kann bei der Erwärmung um 1° bei positiven
Planté-Platten bis 3 % betragen, so dass eine Temperatursteigerung von etwa 35° zur
Verdoppelung der Kapazität ausreichen würde. Aus einer bei gewöhnlicher Temperatur
geladenen Batterie kann man demnach, wenn vor und während der Entladung genügend
erhitzt wird, bedeutend mehr Ampère-Stunden herausnehmen als hineingeladen wurden.
Die Ladekapazität nimmt (Elektrotechnische Zeitschrift,
1901 Bd. 22 S. 811) umgekehrt bei erwärmter Zelle mehr ab als die Entladekapazität
zunimmt. Demnach ist der Wirkungsgrad des Warmen Akkumulators kleiner als der des
kalten. Aehnlich, aber nicht in demselben Masse fällt der Nutzeffekt ab. Der
Einfluss der Temperatur auf die Kapazität nimmt mit wachsender Stromdichte
wahrscheinlich zu und ist bei Zellen mit pastierten positiven Platten kleiner als
bei solchen mit Planté-Elektroden. Die Akkumulatoren-Fabrik-A.-G. hat schon früher im Winter ein Heizen des
Batterieraums angeordnet. Sie hat aber für 1° Temperaturerhöhung eine Steigerung der
Kapazität um nur 1 % erreichen können. Bei zu häufiger Erwärmung hat sie eine
vorzeitige Abnutzung der Platten beobachtet. Aus demselben Grunde warnt M. U. Schoop (Zeitschrift für
Elektrotechnik, 1901 Bd. 19 S. 353 und 362) vorläufig vor der praktischen
Anwendung der Säureerwärmung zur Erhöhung der Kapazität. Er hat gefunden, dass die
Bleisuperoxydplatte an der Kapazitätserhöhung mehr beteiligt ist als die
Bleischwammplatte. Die Zunahme der Kapazität ist bei derselben Säuretemperatur um so
beträchtlicher, je dicker die Elektroden sind, je geringer die Porosität der
wirksamen Masse und je geringer die Entladestromdichte ist. Wurde nach einer
Entladung mit Säureerwärmung eine Ladung (oder auch Ueberladung) bei normaler
Temperatur mit darauf folgender Entladung bei normaler Temperatur vovgenommen, so
erzielte man wegen der erfolgten Sulfatbildung auf den negativen Polelektroden
regelmässig eine viel zu kleine Kapazität. Der Fehlbetrag war um so grösser, je
dichter die Säure war. Durch die Säureerwärmung soll der Arbeitsnutzeffekt bedeutend
vergrössert werden. Dies widerspricht den oben angeführten Ergebnissen der
Untersuchungen Heim's. Dagegen behauptet auch Ch. Liagre (L'Eclairage
électrique, 1901 Bd. 29 S. 149) eine vorteilhafte Einwirkung der
Temperaturerhöhung des Elektrolyten auf den Nutzeffekt des Akkumulators. Bei
Sammlern mit positiven und negativen Planté-Elektroden hat er eine Erhöhung der
Kapazität bei niedriger Entladestromdichte von 1,2 %, bei hoher von 4,5 % auf 1°
gefunden.
Zur schnellen Messung des inneren Widerstandes von Akkumulatoren bei geschlossenem
und offenem Stromkreise mit technischer Genauigkeit vergrössert Dr. Th. Bruger (Centralblatt für
Akkumulatoren- und Elementenkunde, 1901 Bd. 2 S. 197) den Widerstand
zwischen Akkumulator und Messdraht absichtlich um den Widerstand eines zweiten, dem
zu messenden entgegengeschalteten Akkumulators und eliminiert dadurch in einfacher
Weise die Wirkung, die der Gleichstrom des zu untersuchenden Akkumulators auf das
für die Messung benutzte Wechselstrominstrumentarium ausüben würde. Die für solche
Bestimmungen eingerichtete Brücke wird von der Firma Hartmann und Braun hergestellt.
Harry Wehrlin hat (Centralblatt
für Akkumulatoren- und Elementenkunde, 1901 Bd. 2 S. 33 und 49) eingehend
gezeigt, wie durch graphische Darstellung ein Akkumulator so charakterisiert
werden kann, dass auf den ersten Blick, seine hauptsächlichsten Eigenschaften in
Bezug auf Entladungs- und Kapazitätsverhältnisse und deren Abhängigkeit von der
Konstruktion der Elektrode und für transportable Akkumulatoren auch von der
Säuremenge erkannt werden können.
Zur Ermittelung des Weges, auf dem eine Verbesserung einer bestimmten Zelle zu
erstreben ist, benutzt M. U. Schoop (Centralblatt für Akkumulatoren- und Elementenkunde,
1901 Bd. 2 S. 157) die sogen. „Kurzschlussdiagramme“. Bei allen Systemen ist
während der Entladung der Spannungsverlust an der negativen Polelektrode immer
beträchtlich höher als der an der positiven. Dies kommt daher, dass bei gepasteten
Bleisuperoxydplatten die Erschöpfung vornehmlich durch träge Säurediffusion, d.h.
entstehenden Säuremangel im Platteninneren, bedingt wird, die Kapazität von
Bleischwammplatten aber in erster Linie durch die physikalische Beschaffenheit und
die Menge des reaktionsfähigen Schwammes.
Bei Bleisuperoxydplatten, deren wirksame Masse künstlich eingetragen worden ist,
beobachtet man nach einer bestimmten Anzahl von Entladungen, dass die aktive
Substanz, die vorher von normaler Festigkeit war, an der Oberfläche weich und
schmierig wird. Dieses Erweichen setzt sich bei weiterem Gebrauche des Sammlers
allmählich nach der Mitte zu fort und erreicht schliesslich einen solchen Grad, dass
die wirksame Masse aus dem Träger herausfällt. Ich habe (Centralblatt für Akkumulatoren- und Elementenkunde, 1900 Bd. 1 S. 125)
feststellen können, dass die normalen positiven Massen in ihrer ganzen Dicke
annähernd gleichmässig zusammengesetzt sind, während die weichen in der Mitte einen
bedeutend grösseren Gehalt an wirksamem Sauerstoff und an Bleisuperoxyd aufweisen
als an der Oberfläche. Dies ist vielleicht auf verschieden grosse Auflockerung der
Teilchen während der häufigen Entladungen und Ladungen zurückzuführen. In der Mitte
wurden die loser gewordenen Teilchen durch die darüber liegenden Schichten und die
Trägerkonstrukcion am Ausweichen gehindert und in gutem Kontakt mit dem Bleileiter
erhalten. An den Oberflächen jedoch wurden schon bei den ersten Ladungen und
Entladungen die Massepartikelchen in ihrem Zusammenhange untereinander und mit dem
Bleikern gelockert, zumal da hier die mechanische Zerstörung durch die aus den
positiven Polelektroden sich losreissenden Sauerstoffbläschen besonders wirksam sein
konnte. Infolge des dadurch mangelhaft gewordenen Kontaktes vermochte auch die
Umwandlung des Bleioxyds in Bleisuperoxyd nicht wesentlich fortzuschreiten. Die
gelockerten Masseteilchen konnten viel mehr als die fest haftenden von Schwefelsäure
durchfeuchtet werden, so dass sie zuletzt eine schmierige Masse an der Oberfläche
der Platten bildeten. Da diese weiche Schicht den Formveränderungen der zunächst
darunter liegenden Teilchen kaum mehr Widerstand bietet als bei dem ersten Stadium
die äussersten Oberflächenpartikelchen gefunden hatten, muss diese Erweichung bei
fortgesetztem Arbeiten der Platten immer mehr nach ihrer Mitte vordringen. Damit
lässt sich in Einklang bringen, dass bei der Entladung das Element mit normaler
positiver Platte während der grössten Zeit den Sauerstoff leichter abgab als das
Element mit der weichen, während sich zu Schluss das Verhältnis umkehrte.
Will man für die Fortbewegung von Fahrzeugen durch Akkumulatoren erzeugte elektrische
Energie verwenden, so kommt vor allem in Betracht, ob man schwere Transportmittel
bauen will, die für den Betrieb eine starke Kraft gebrauchen, aber nicht besonders
schnell zu fahren haben, oder ob das Erzeugnis leichte Luxusfuhrwerke sein sollen,
die bestimmt sind, nicht zu kleine Strecken mit verhältnismässig
grosser Geschwindigkeit zurückzulegen. Im ersteren Falle wird man, wie Vollmer (Centralblatt für
Akkumulatoren- und Elementenkunde, 1900 Bd. 1 S. 123) ausgeführt hat,
Zellen mit Planté-Platten, im letzteren solche mit gepasteten Elektroden verwenden.
Die Planté-Platten lassen nämlich grosse Entladestromstärken zu, ohne wesentlich an
Oekonomie einzubüssen, halten wenigstens 200 brauchbare Entladungen aus und können
in sehr kurzer Zeit (z.B. bei 80 Ampère-Stunden Kapazität in 15 Minuten) aufgeladen
werden. Dagegen haben solche Zellen die Nachteile eines hohen Gewichts, eines
ziemlich grossen Volumens und einer verhältnismässig geringen Kapazität. In diesen
drei Punkten steht der Sammler mit gepasteten Platten weit höher. Seine Nachteile
liegen aber darin, dass er nur mit verhältnismässig schwachen Strömen entladen
werden kann, dass die positiven Polplatten praktisch höchstens 120 bis 150
Entladungen aushalten, und dass sie zum Aufladen eine lange Zeit (z.B. bei 80
Ampère-Stunden Kapazität 4 bis 5 Stunden) gebrauchen.
Soll ein Wagen mit 2 t Gesamtgewicht und 700 kg Batteriegewicht am Tage etwa 50 km
zurücklegen, so muss die Batterie nach Dr. E. Sieg (Centralblatt für Akkumulatoren- und Elementenkunde,
1900 Bd. 1 S. 183) bei 5- bis 6stündiger Entladung etwa 8 Ampère-Stunden auf 1 kg
leisten, darf also für dieselbe Leistung nur ungefähr das halbe Gewicht haben wie
eine stationäre Batterie. Diese Verringerung des Gewichts wird erreicht durch
Leichtermachen der Kästen, Verminderung der Säuremenge und Herabsetzen der Schwere
der Elektroden. Als Material für die Kästen nimmt man meist Hartgummi. Die
Säuremenge setzt man herab, indem man die Platten einander und den Gefässwandungen
sehr nähert. Allerdings muss man dann auch die Konzentration der Schwefelsäure
erhöhen, erzielt dadurch aber wiederum höhere Betriebsspannungen. Die
Gewichtsverringerung der Elektroden fordert, dass man die Träger schwächer macht und
dünnere Platten verwendet. Dadurch werden dann die Elektroden natürlich weniger
haltbar als in stationären Elementen. Immerhin sind dünne Gitterplatten verwendbar,
wenn man durch sorgfältige Herstellung dafür sorgt, dass die Bleisalze nicht den
Halt in sich und mit dem Träger verlieren. Unter diesen Umständen kann man im
Automobilbetriebe darauf rechnen, dass die Platten mindestens 150 Entladungen
aushalten, ehe sie reparaturbedürftig werden. Eine Batterie der Kölner Akkumulatorenwerke Gottfried Hagen versah den
Dienst in einem 1200 kg schweren Wagen, der bis 30 km in der Stunde zurücklegte,
mindestens 13 Monate ohne Reparatur. Nach dieser Zeit waren die negativen Polplatten
noch tadellos. Die positiven hatten zwar etwas Masse verloren, hätten aber
voraussichtlich noch längere Zeit gebraucht werden können.
Ein Wettbewerb von Akkumulatoren für Fahrzwecke, der (Centralblatt für Akkumulatoren- und Elementenkunde, 1901 Bd. 2 S. 54) in
der zweiten Hälfte des Jahres 1899 in Paris abgehalten wurde, hat ergeben, dass man
zur Erzeugung von 1 Kilo-Watt-Stunde 60 bis 102 kg Sammlergewicht brauchte, so dass
ein leichter Wagen, für den man gewöhnlich 9 bis 10 Kilo-Watt-Stunden veranschlagt,
eine Batterie von 600 bis 1000 kg haben muss. Sehr viel zu wünschen übrig liess noch
die Lebensdauer der Zellen. Im günstigsten Falle konnte man ohne Reparatur 135
Entladungen machen und durch diese 155,5 Kilo-Watt-Stunden erzielen. Dagegen war der
industrielle Nutzeffekt bei einigen Batterien sehr befriedigend. Er betrug bis 70
%.
Den Planté-Platten bemüht man sich jetzt ganz allgemein, eine möglichst grosse
Oberfläche zu geben, indem man nicht eine glatte, sondern eine auf die
verschiedenste Weise unterteilte, eingeschnittene, durchbrochene u.s.w. Platte
herstellt. Die Fabrikation kann durch Guss oder durch Bearbeiten gewalzter Bleche
mit geeigneten Instrumenten geschehen.
Bei dem Guss derartiger Grossoberflächenplatten verliert man viel Zeit dadurch, dass
man die Holzkohlen, die zur Verminderung der Oxydation das geschmolzene Blei
bedecken, zurückstossen und die Oxydschichten, die sich trotz der Kohlenbedeckung
bilden, zur Seite schieben muss. Trotzdem gelangen Oxyde mit in den Guss und
verringern seine Festigkeit. Diese Nachteile vermeidet Emil
Levermann
dadurch (Centralblatt für Akkumulatoren- und
Elementenkunde, 1900 Bd. 1 S. 415), dass er den Schmelzkessel am Boden mit
einem einen Flansch tragenden Stutzen versieht, daran ein Bleiventil befestigt und
an dieses ein leicht auswechselbares Giess- oder Ausflussmundstück ansetzt. Dieses
(D. R. P. Nr. 111753) ermöglicht es, einen Strahl in jeder gewünschten Breite,
Stärke und Form zu erhalten.
Infolge von Spannungsunterschieden, die durch die Ausdehnungen und Zusammenziehungen
der beiderseitigen Oberflächen bei der Ladung und Entladung eintreten, werden die
Grossoberflächenplatten leicht ausgebaucht, verzogen, durchgebogen und schliesslich
zerrissen. Um dies zu vermeiden, versieht die Berliner
Akkumulatoren- und Elektrizitäts-Gesellschaft (D. R. P. Nr. 100131), wie
Fig. 1 zeigt, die Elektrode mit einem wellen-
oder meist zickzackförmigen Kern. Auf diesem Kern sind nach beiden Seiten hin in
geringen Abständen nebeneinander dreieckige Lamellen angesetzt, die an der Spitze
einer Zacke zusammenhängen. Dagegen ist an der tiefsten Stelle des Kerns, die dieser
Spitze auf der anderen Oberfläche gegenüberliegt, eine Nute angebracht, wodurch jede
Lamelle nach allen Richtungen hin sich frei ausdehnen kann. Eine solche positive
Polplatte von 22 × 27 cm Grösse, 14 mm Dicke und 5 kg Gewicht gab bei der Entladung
mit 30 Ampère zwischen zwei negativen Polelektroden eine Kapazität von 32,9
Ampère-Stunden.
Textabbildung Bd. 317, S. 590
Fig. 1.
Noch bessere Ergebnisse erzielte ich mit einer gleichfalls etwa 5 kg schweren
positiven Polplatte, die 26,5 × 21 cm gross und 12,5 mm dick war und mit zwei
negativen gepasteten Polplatten zusammen eingebaut eine Zelle von etwa 26,5 kg
Gesamtgewicht gab. Elektrolyt war Schwefelsäure von 20° Bé. Die Kapazität
betrug:
EntladestromAmpère
Kapazität in Ampère-Stunden
gesamt
auf 1 qdmpos. Polplatte
auf 1 kgpos. Polplatte
12,0
78,00
7,09
15,41
18,0
76,50
6,95
15,12
21,5
75,25
6,84
14,87
36,0
54,00
4,91
10,67
Die Güteverhältnisse der untersuchten Sammler schwankten zwischen 85 und 94 %, die
Nutzeffekte zwischen 70,4 und 75,8 %. Weder Kapazität noch Güteverhältnisse noch
Nutzeffekte litten durch starke Ueberbeanspruchungen der Zellen.
Textabbildung Bd. 317, S. 590
Fig. 2.
Textabbildung Bd. 317, S. 590
Fig. 3.
Das Dünnermachen der Zähne oder Rippen von Planté-Elektroden hat eine Grenze, da z.B.
bei 0,1 mm Stärke der Rippen sich die Platten nicht mehr aus den sie erzeugenden
Formen oder Walzen herausbringen lassen, ohne zu zerreissen. Dagegen kann man nach
Akkumulatoren- und Elektrizitätswerke-A.-G. vorm. W. A.
Boese und Co. (D. R. P. Nr. 123832) leicht zu einer hundertfachen
Oberflächenentwickelung kommen, wenn man gerippte Bleistreifen (z.B. von der in Fig. 2 dargestellten Form) mit einem dünnen Ueberzuge
von Superoxyd oder einer leicht löslichen Farbe versieht und dann in der
Längsrichtung auswalzt, so dass die Rippen sich gegenseitig dünn walzen. Auf diese
Weise erhält man 0,05 mm starke Rippen, die aber mit dem als gut leitenden Träger
dienenden Kern und Rand aus einem Stück bestehen. Die dünn gewalzten
Streifen werden auf irgend eine Weise zu Platten vereinigt. Damit die
oxydierten Rippen wachsen oder die durch Superoxyd oder Farbe voneinander getrennten
Rippen sich etwas spreizen können, ordnet man, wie Fig.
3 zeigt, die einzelnen Streifen zweckmässig in einem kleinen Abstande
voneinander an. Will man nicht einzelne Streifen, sondern eine vollständige Platte
walzen, so müssen die Rippen unter einem spitzen Winkel von einer Mittelebene
ausgehen, wie es Fig. 4 veranschaulicht.
Textabbildung Bd. 317, S. 591
Fig. 4.
Platten mit eng aneinander stehenden schmalen Rippen haben, wenn diese geradlinig
verlaufen, den Uebelstand, dass bei der Ladung in den tiefen Rillen Gase
festgehalten werden und dann die benachbarten Teile hindern, an der chemischen
Arbeit des Sammlers teilzunehmen. Dies lässt sich vermeiden, wenn man nach einem
Verfahren der Kölner Akkumulatorenwerke Gottfried Hagen
(D. R. P. Nr. 116924) den Rippen zickzackförmige Gestalt gibt, wie Fig. 5 zeigt. Zu dem Zweck wird recht- oder
schiefwinklig zu den Rippen ein Werkzeug geführt, das sie zum Teil durchschneidet.
Zwischen je zwei solchen Schnitten macht man dann einen in entgegengesetzter
Richtung. Die Rippen werden ausserdem von dem Schneidwerkzeug eine Strecke
mitgenommen.
Textabbildung Bd. 317, S. 591
Fig. 5.
Die bekannten Majert'schen Platten, bei denen aus dem
Bleiblech Streifen herausgeschnitten und zugleich aufgerichtet wurden, liessen an
Steifigkeit zu wünschen übrig. Diese wollen die inzwischen eingegangenen Akkumulatorenwerke Oberspree A.-G. (D. R. P. Nr.
124388) dadurch erreichen, dass sie an einer oder an beiden senkrecht zu den Rippen
verlaufenden Kanten der Platten genügend breite, nicht eingeschnittene Ränder stehen
lassen. Der Schneidstahl setzt entweder unmittelbar an der einen Plattenkante ein
und wird ein Stück vor der gegenüberliegenden Kante herausgehoben, oder er setzt ein
Stück hinter der ersteren Kante unter Vollführung einer schwingenden Bewegung ein
und wird auf dieselbe Art ein Stück vor der gegenüberliegenden Kante aus der Platte
herausgehoben.
Sammlerplatten versehen Robert Ritter v. Berks und Julius Renger (D. R. P. Nr. 118996) mit einer grossen
Zahl feiner, dicht aneinander gereihter und gleichmässig verteilter Spitzen, die
durch ein Netz von tieferen Einschnitten in Gruppen geteilt werden. Zu dem Zweck
führen sie die Platten wiederholt unter jedesmaliger Aenderung ihrer Lage zwischen
Walzen hindurch, die mit messerartig wirkenden Schraubengewinden versehen sind.
Eine grosse Oberfläche erzielt die Gülcher-Akkumulatoren-Fabrik (vgl. Englisches Patent Nr. 14086/1901) auf
verhältnismässig einfache Art und Weise folgendermassen. Ein langes Bleiband von
etwa 0,3 mm Stärke und ein darüberliegendes, etwa 0,4 mm starkes Papierband werden
in Streifen geschnitten. Diese Streifen packt man übereinander, so dass immer ein
Bleistreifen mit einem etwas kürzeren Papierstreifen abwechselt. Mit den schmalen
Seiten der Streifen nach aussen, mit den breiten einander zugekehrt, werden diese
Päckchen in Kernkästen längsseits nebeneinander gelegt. Mehrere von diesen
Kernkästen werden in eine Form eingepackt. Beim Eingiessen von geschmolzenem Blei in
diese entsteht eine Platte mit mehreren ibidem, die von senkrechten und höheren
wagerechten Rippen begrenzt sind. Beim Giessen werden die Enden jedes einzelnen
Bleistreifchens innig mit dem Rahmen verbunden, so das eine gesonderte sichere
Stromzuführung zu jedem Streifen erreicht wird. Die Platten sollen in verdünnter
Schwefelsäure ohne jeden Zusatz in 30 Stunden fertig formiert werden können. Ist
dies geschehen, so bringt man sie erst in starke Schwefelsäure und dann unter
Luftzutritt in mässige Wärme. Dadurch werden die Papierzwischenlagen zerstört, so
dass sich jetzt zwischen den einzelnen Bleistreifchen je etwa 0,4 mm grosse
Hohlräume befinden.
Elektroden, die Blockgestalt haben, werden in der Praxis teilweise angewendet.
Zu ihrer Herstellung legen Gustav Leve und The Monobloc Accumulator Syndicate Ltd. (Englisches
Patent Nr. 24524/1899) Bleibänder in etwa 25 mm Abstand horizontal nebeneinander,
bringen über diese Lage im rechten Winkel zu ihr eine zweite, über die die
Bänderenden der ersten Lage gebogen werden, und fahren so fort, bis der Block fertig
ist. Er hat senkrechte Höhlungen zur Aufnahme der entgegengesetzten Elektroden, die
Stift- oder Stabform besitzen.
Auf den sonderbaren Gedanken, der positiven Polelektrode im Querschnitte die Gestalt
kreuzweise gelegter Tannenzweige zu geben, sind Constantin
v. Sedneff (Englisches Patent Nr. 12531/1900) und Richard Goldstein (D. R. P. Nr. 122490) gekommen.
Aus Bleifäden stellt L. E. Lacroix (Centralblatt für Akkumulatoren- und Elementenkunde,
1900 Bd. 1 S. 387, und 1901 Bd. 2 S. 66) die Elektroden her. Hartbleidraht wird auf
0,5 mm Dicke ausgezogen, dekapiert, in eine bei 100 bis 120° schmelzbare
Bleilegierung gebracht und dann durch ein Bleirohr gezogen. Durch die dabei
eintretende Erhitzung schmilzt die äusserste Bleischicht und reisst eine sehr dünne
Lage von Weichblei mit sich, die dann zu Superoxyd formiert wird. Diese
doppellagigen Bleifäden werden oben und unten an Hartbleileisten angelötet. In einem
neunplattigen Akkumulator von 120 Ampère-Stunden, der 9 kg schwer ist, besteht z.B.
eine Elektrode aus 300 Bleifäden von 20 cm Länge, die zweckmässig in drei Reihen
angeordnet werden. Ein formierter 2 g schwerer Bleifaden soll 500 g tragen können.
Die Sammler sollen gute Lebensdauer und dennoch auf 1 kg Gesamtgewicht bis zu 25,
normal 13,3 Ampère-Stunden Kapazität haben. Verglichen mit einem der besten
französischen Traktionsakkumulatoren, dem von Fulmen,
soll der Sammler von Lacroix 30 % weniger Raum
einnehmen, 35 % mehr Energie hergeben und um 25 % billiger herzustellen sein. Die
Berichte über ihn sind aber teilweise so stark reklamehaft gehalten, dass alle
vorgenannten Zahlen wohl mit Vorsicht aufgenommen werden müssen.
Vor einigen Jahren haben die Akkumulatoren- und
Elektrizitätswerke-A.-G. vorm. W. A. Boese und Co. eine gegossene
Akkumulatorenplatte beschrieben, die im wesentlichen aus flachseitig wechselweise
über- und nebeneinander gelegten dreieckigen Gebilden bestand. Diese Formgebung ist
neuerdings (D. R. P. Nr. 115006) so abgeändert worden, dass jene Gebilde ein
gleichschenkliges Dreieck darstellen, an dessen Schenkel kleinere Dreiecke, die
abgestumpft sein können, so angelegt sind, dass ihre Spitzen oder Abstumpfungen in
die Grundlinie des grossen Dreiecks oder ihre Verlängerung fallen. Die Spitzen der
auf- und die der nebeneinander liegenden Gebilde zeigen abwechselnd nach
entgegengesetzten Seiten. Das gegossene Gitter ist dann sowohl von massiven
Bleirippen als auch von Stegen wirksamer Masse durchsetzt. Letztere haben die
Gestalt zweier mit ihren Spitzen einander zugekehrter Dreiecke mit seitlichen
Ansätzen an den Spitzen. In dem Gitter kann man in schräger Richtung von dem
Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Gebilden auf einer Seite nach dem darüber
bezw. darunter liegenden Zwischenraum auf der anderen Seite hindurchsehen.
Der wirksamen Masse wird zuweilen dadurch ein besserer Halt gegeben, dass man in eine
Walzbleiplatte Ausschnitte und Einschnitte derart stanzt, dass zwischen letzteren
schmale volle Streifen stehen bleiben. Die so entstandenen Lappen biegt nun Edwin Lyman Lobdell (D. R. P. Nr. 112111) sowohl in den
wagerechten wie in den senkrechten Reihen abwechselnd nach beiden Seiten nach
aussen, indem er zugleich den Plattenstreifen, durch den sie zusammenhängen, um 90°
verdreht. Dieser bildet dann mit den aufgebogenen Lappen nahezu eine Ebene, die auf
der ursprünglichen Plattenebene senkrecht steht, so dass nach Aufbiegung des
Plattenrandes die gesamte Oberfläche zur Bildung einer grossen Anzahl von Zellen, in
die die Paste kommt, verwendet wird.
James Kent Pumpelly (U. S. P. Nr. 649 950) giesst auf
beide Seiten einer Walzbleiplatte parallele wagerechte Rippen auf, die untereinander
durch Löcher des Kerns hindurch in Verbindung stehen. Sie haben dünne Längsansätze,
die
nach dem Einbringen der Masse umgebogen werden. Zur Versteifung der Platte
dienen einige Querrippen.
Rinnenartige Elektroden sind schon mehrfach vorgeschlagen worden, weisen aber
verschiedene Missstände auf. Diese will W. B. Bary (D.
R. P. Nr. 115680) dadurch vermeiden, dass er die Rinnen in Ringform aus 0,5 mm
starkem Bleiblech ausstanzt. In jeder Rinne werden mehrere Erhöhungen gebildet, auf
die man die Unterkante des folgenden Ringes auflegt. So werden etwa 200 Ringe in je
etwa 1 mm Abstand übereinander geschichtet. Dann verlötet man sie gemeinsam an einem
stärkeren oberen und unteren Ring durch Längsnähte. Zum Zusammenbau eines
Akkumulators werden mehrere Ringcylinder von verschiedenem Durchmesser konzentrisch
ineinander gestellt. Die Elektroden können mit oder ohne Massefüllung verwendet
werden. Sie sollen sehr fest sein, sehr grosse wirksame Oberfläche bei geringem
Gewicht und Raumbedarf haben, hohe Kapazität besitzen, schnelle Ladungen und
Entladungen zulassen, freies Entweichen der Gase gestatten und die Masse sehr fest
halten. Johannes Zacharias hat dagegen (Centralblatt für Akkumulatoren- und Elementenkunde,
1900 Bd. 1 S. 359) verschiedenes daran auszusetzen. Es sei schwierig, die Abstände
der Elektroden untereinander genau und sicher festzulegen. Bei Vermehrung der
Elektroden wachse die Kapazität nicht im Verhältnis der vergrösserten Oberfläche.
Die positiven Polelektroden arbeiteten auf der Innenseite nicht so wie auf der
Aussenseite.
Bedeckt man beide Oberflächen der Cylinder mit wirksamer Masse, so liegt die Gefahr
nahe, dass die beim Laden auftretende Ausdehnung der positiven aktiven Schicht sie
von dem Cylinder lossprengt. Joseph Skwirsky (D. R. P.
Nr. 115336) überzieht den durchbrochenen Cylindermantel deshalb nur auf der
Innenseite mit wirksamer Masse.
Nur die negativen Polelektroden bildet de Laminière
(Französisches Patent Nr. 304050) cylinderförmig aus. Die in den konzentrischen
Cylindern stehende mittlere positive Polelektrode dagegen ist aus wagerechten
Hartbleigittern zusammengesetzt, die auf einem Hartbleistab aufgereiht sind.
Stabförmige gepastete Akkumulatorelektroden nach Max
erzeugen Ruphy und Co., wie P.
Gasnier (L'Industrie électrique, 1901 Bd. 10
S. 318) mitteilt, dadurch, dass sie maschinell um einen Hartbleifaden Paste pressen,
Elektroden von der gewünschten Länge abschneiden, sie mit Asbest umspinnen und sie
dann in einer Reihe an Hartbleileisten derart anlöten, dass ein Pol oben, der andere
unten zu liegen kommt. Die einzelnen Elektroden werden beim Verlöten durch
durchlochte Ebonitleisten geführt, wodurch Isolierung und Stabilität gefördert
werden. Ein Sammler von 11,35 kg Gewicht, von denen 5,11 kg auf die trockenen
Elektroden kommen, gab bei einer Entladungsdauer von
7
Std.
15
Min.
196,7
Amp.-Std.
und
290
W.-Std.
4
„
42
„
152,0
„
„
252
„
2
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20
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112,8
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„
Eine eigenartige Konstruktion weisen die gepasteten Platten der Gülcher-Akkumulatoren-Fabrik auf, deren Träger aus
verwebten Bleidrähten und Glasfäden bestehen. Wollte man die Bleidrähte von einem
gemeinschaftlichen Garn- oder Kettenbaum über den Webstuhl führen, so würden sich
die zu einer Kette vereinigten Drähte ineinander drücken. Infolgedessen würden sie
sich gegenseitig verklemmen, sich nicht gleichmässig wieder von der Walze abwickeln,
sondern zum grossen Teil sofort abreissen, da sie nicht elastisch und fest genug
sind. Nach einem neueren Verfahren (D. R. P. Nr. 112704) lässt deshalb R. J. Gülcher die Bleidrähte sich einzeln von einer
Spule abwickeln und durch Führungsösen statt zu einem Kettenbaum zu einer Walze
gehen, die senkrecht zur Längsachse parallele Rillen von spitzwinkligem Querschnitt
hat. Auf ihr ruht, um einen gewissen Betrag verschiebbar, eine glatte Walze. Sie
wird bei der Drehung der gerillten Walze, die durch die Reibung der Bleidrähte in
den Rillen erfolgt, in umgekehrter Richtung mitgenommen.
Sollen solche Gewebe aus Bleidrähten und Glaswolle mit einem Bleirahmen versehen
werden, so war es lange Zeit unmöglich, sie gegen die Giessform so abzudichten, dass
kein flüssiges Blei in die Zwischenräume der eingewebten Glaswolle dringt und keinen
Teil des Gewebes zur Aufnahme der wirksamen Masse unfähig macht. Dichtung durch
starkes Andrücken von Filzplatten an das Gewebe ist nicht brauchbar, weil dabei die
Glaswolle zerdrückt und durch das geschmolzene Blei in ganz kurzer Zeit die
Dichtungsplatte verbrannt wird. Dagegen ist es nach Robert
Jakob Gülcher (D. R. P. Nr. 119067) empfehlenswert, dünne Streifen oder
Lamellen aus elastischem und unverbrennlichem Stoff nach Art von Bürsten so in die
Giessform einzusetzen, dass sie beim Schliessen der beiden Formhälften sich rings an
dem Rande des in die Form eingelecten Gewebes in dieses eindrücken. Die Streifen
bestehen aus Tuch, das mit Wasserglas- oder einer ähnlich wirkenden Lösung
imprägniert oder mit gleich breiten Streifen aus Asbestpapier bedeckt ist. Das
Gewebe wird während des Giessens durch Filzplatten gestützt, die zu seinen beiden
Seiten in den von den Bürsten umschlossenen Raum eingelegt werden.
Bleibandspiralen zur Aufnahme der wirksamen Masse sind schon seit längerer Zeit
bekannt. Haben sie eine gewisse Länge, so verdrehen sie sich beim Ausdehnen leicht
und verschieben sich, wobei wirksame Masse abgestossen wird. Um dies zu vermeiden,
unterteilt Fred W. Barhoff (U. S. P. Nr. 650219) seine
Elektrode, deren Ausführungsrecht die Hartford Accumulator
Company erworben hat, durch mehrere Hartbleiflansche an dem senkrechten
Kern, der vorteilhaft aus einer durchlöcherten Röhre besteht. Die Flansche haben
radiale Schlitze, durch die hindurch die Bleibandenden jedes Abschnitts der
Elektrode miteinander verbunden werden. Nahe dem Boden der Zelle sind die Kerne der
positiven Polelektroden elektrisch mit einer Platte, weiter oben die der negativen
mit einer anderen Platte verbunden, die Löcher zum Durchfallen losbröckelnder
wirksamer Masse haben. Die Elektroden sind in Reihen von zwei Richtungen mit stets
wechselnder Polarität angebracht, so dass sie bei Ladung und Entladung
gleichmässiger als sonst arbeiten und der Elektrolyt gleichförmig um sie verteilt
wird.
Flache, ⌶-förmige oder anders gestaltete Spiralen, die in
nichtleitenden Reifen eingeschlossen sind, reiht Donato
Tommasi (Englisches Patent Nr. 13593/1899; D. R. P. Nr. 111575) senkrecht
an einem horizontalen Schaft auf. Sie können zur besseren Sicherung der wirksamen
Masse mit Kreuzarmen versehen sein und werden durch Vorsprünge an den Reifen in dem
nötigen Abstande gehalten. Vor dem Eintragen der Paste überzieht man die Spirale mit
einer Mischung aus Kollodium und Platinschwarz oder Kobalt- oder Mangansuperoxyd
oder ganz allgemein einer leitenden Substanz, die vom Elektrolyten nicht angegriffen
wird. Durch dasselbe Gemenge kann man auch den Zusammenhalt der fertigen Elektrode
vergrössern. Will man solche Spiralen nur als positive Polelektroden benutzen, so
nimmt man als negative Kohlenscheiben, die auf beiden Seiten mit Buckeln besetzt und
an ihrem inneren Umfange gewellt sind, oder Metallscheiben, die auf einem
isolierenden Kern sitzen und von einem unangreifbaren Rande eingefasst werden, oder
isolierende Scheiben, die beiderseits mit Metallscheiben belegt sind. Dass eine
Zumischung von Kobaltoxyd oder Mangansuperoxyd zum Bleioxyd eine schnellere,
kräftigere und regelmässigere Ladung bewirken soll, ist weniger wahrscheinlich, als
dass dadurch Selbstentladung des Akkumulators eintritt.
Zwei Spiralen in der wirksamen Masse besitzt die Elektrode des Accumulator Syndicate Ltd., die von J. Vaughan-Sherrin angegeben ist. Um eine Bleispirale
ist in entgegengesetzter Richtung ein Ebonitstreifen spiralig gewunden. Letzterer
folgt den Ausdehnungen und Zusammenziehungen der wirksamen Masse in solcher
Vollständigkeit, dass diese stets fest gegen den Stromleiter gepresst wird und die
Kontinuität der molekularen Berührungspunkte selbst unter den ungünstigsten
Bedingungen nicht gestört wird. Eine Zelle mit vier positiven Polelektroden, deren
jede sechs Cylinder dieser Konstruktion von 20 cm Länge und 1,1 cm Durchmesser
enthielt, und mit fünf negativen gepasteten Gitterplatten in Celluloidhülle habe ich
untersucht (Centralblatt für Akkumulatoren- und
Elementenkunde, 1901 Bd. 2 S. 21). Der Akkumulator wog 5,5 kg. Die feuchten
Elektroden waren 3,9 kg schwer. Bei 9 Ampère Entladestrom betrug die Kapazität
insgesamt 49,5, auf 1 kg Zellengewicht
9,0 und auf 1 kg Plattengewicht 12,7 Ampère-Stunden. Kurzschluss schädigte die
Elektroden nicht und hatte keinen Einfluss auf die Kapazität. Das Güte Verhältnis
betrug normal 96 bis 99 % Ampère-Stunden, der Nutzeffekt 79 bis 83 %
Watt-Stunden.
Neuerdings (Englisches Patent Nr. 11358/1900) haben Henry
Uppleby Wollaston und Thomas Vaughan-Sherrin
eine Elektrode beschrieben, zu deren Herstellung ein durchlöcherter Bleikern,
spiralig oder auf andere Weise gewunden, mit wirksamer Masse umgeben und mit einer
durchlöcherten Hülle aus Vulkanit o. ä. bedeckt wird.
Der schon einige Zeit gebrauchte „Phénix“-Akkumulator ist kürzlich (Französisches Patent Nr. 299303)
von Philippart verbessert worden und wird in der neuen
Gestalt von der Société Française des Accumulateurs
Phénix hergestellt. Um einen zentralen Hartbleistab befindet sich in einer
porösen Steingutröhre Bleisuperoxyd. Eine um die Röhre gelegte Bleidrahtspirale
dient als Träger für Schwammblei, das durch eine Hülle aus dünnem, fein
durchlöchertem Blei noch fester gehalten wird. Ein solcher doppelpoliger Block hat
230 mm Höhe, 35 mm äusseren Durchmesser und 650 g Gewicht. Die leicht zu
montierenden Zellen sollen nach J. Reyval (L'Eclairage électrique, 1900 Bd. 25 S. 454) lange
Lebensdauer haben. Ein Akkumulator mit 20 Elektroden in Ebonitgefäss von 188 mm
Länge, 152 mm Breite und 300 mm Höhe wog 18 kg bei 13 kg Elektrodengewicht und gab
bei Entladung in 10 Stunden 285, in 5 Stunden 250, in 2 Stunden 195 und in ½ Stunde
112,5 Ampère-Stunden.
Trockenes granuliertes Bleioxyd trägt Jean Garassino
(Englisches Patent Nr. 10375/1900) in sehr schmale Kästen ein. Zu deren Herstellung
wird eine dicht durchlöcherte Bleiplatte ein paarmal der Höhe und Breite nach
gefaltet und dann einmal so umgebogen, dass die Rippen der parallelen Seiten
miteinander abwechseln. Die Seiten werden durch zwei durchlöcherte Streifen aus
Hartblei geschlossen, die ein Stück mit einem nicht durchlöcherten Deckelstreifen
bilden. Um Verdrehungen beim Laden zu vermeiden, durchsetzen runde Stäbe aus
hochantimonhaltigem Blei das Innere des Kastens und gehen durch Löcher in den Rippen
und in den unteren oder oberen Streifen. Senkrecht zu jenen Stäben können andere
parallel zu den Rippen durch das Innere des Kastens gehen und die beiden
Schmalseiten verbinden.
Textabbildung Bd. 317, S. 593
Fig. 6.
Im Jahre 1885 hat Philippart ein Patent auf
Akkumulatoren genommen, bei denen Gefäss sowie positive und negative Polelektrode
aus einem einzigen Körper bestehen, und bei denen besondere Verbindungen zwischen
den einzelnen Zellen fortfallen. Diese gefässförmigen Doppelelektroden sind von Albert Tribelhorn weiter ausgebildet und erfolgreich in
die Praxis eingeführt worden. Die Schweizerischen
Akkumulatorenwerke Tribelhorn, A.-G., und ihre Tochtergesellschaften
bringen (Centralblatt für Akkumulatoren- und Elementenkunde, 1900 Bd. 1 S. 293) die stationären Typen in
zwei verschiedenen Systemen auf den Markt. Bei dem einen kommt die wirksame Masse
unmittelbar auf den Boden der pfannenförmigen Elektrode zu liegen, bei dem anderen
wird sie in besondere Träger in Form von Bandelektroden (D. R. P. Nr. 100776) oder
von Gittern (D. R. P. Nr. 115953) eingetragen. Die viereckigen Pfannen a (Fig. 6) haben einen
wellenförmig gestalteten Boden. Auf seinen höchsten und tiefsten Stellen sitzen
inwendig und auswendig die Elektrodenstreifen q und p. Es bildet sich dann unter jeder z.B. positiven
Polelektrode ein Raum für die herabfallende Masse und über jeder z.B. negativen
Polelektrode ein Raum für das Entweichen der Gase. Gelagert und isoliert werden
solche Gefässelektroden durch Glaskugeln, die in Vertiefungen der angegossenen
Widerlager ruhen und gleichzeitig die gleichmässige Lage der Tröge bedingen. Zur
Montage einer Batterie werden 15 bis 25 Stück und mehr solcher Elemente übereinander
getürmt. Bei Gefässelementen, deren Elektroden durch die Bodenfläche selbst gebildet
werden (Fig. 7), hat diese die Gestalt eines stumpfen
Kegels mit einem Schlammraum in der Mitte und zickzackförmiger Ausbildung,
wodurch konzentrische oder spiralförmige Kanäle zum Eintragen der wirksamen Masse
entstehen. Die Kanten dieses Zickzacks sind auf der negativen unteren Seite stark
zurückgebogen, während auf der positiven inneren Seite die Kanten nur wenig gebogen
sind, so dass sich die Masse ausdehnen kann, ohne dass sich die Bleiteller
verziehen. Für rasche Entladung wird die positive Seite nur mit Unebenheiten
versehen und nach Planté formiert. Eine kleine Zelle
mit 2,85 qdm positiver Oberfläche, die 5,3 kg wog, gab bei Entladung mit
1,05
Ampère
auf
1
qdm
7,3
Amp.-Stdn.
auf
1
qdm
1,5
„
„
1
„
4,5
„
„
1
„
3,5
„
„
1
„
3,5
„
„
1
„
5,9
„
„
1
„
2,1
„
„
1
„
Textabbildung Bd. 317, S. 593
Fig. 7.
Das verhältnismässig grosse Gewicht der Akkumulatoren wird ausgeglichen durch
einfache Fabrikation und schnelle Montage. Eine Batterie von 200 Ampère und 100 Volt
kann z.B. in 2 bis 3 Stunden fertig aufgestellt werden. Grosse viereckige Elektroden
werden (Englisches Patent Nr. 7372/1900) aus kleineren dreieckigen Stücken
zusammengesetzt.
An Vorschlägen, das Blei des Trägers oder Stromzuleiters durch andere Metalle zu
ersetzen, hat es auch in den Jahren 1900 und 1901 wie früher nicht gefehlt.
H. Mildner und O. Pieschel
(D. R. P. Nr. 107514) betten eine fensterartig durchbrochene Aluminiumplatte in eine
ähnlich gestaltete Bleihülle ein, um diese gegen Verziehen und Werfen zu versteifen.
Die Aluminiumplatte ragt in die Massefelder, die die Fensteröffnungen ausfüllen,
etwas hinein. Ausser durch diese Federn wird die Masse durch Unterschneiden der an
die Oeffnungen grenzenden Bleiränder festgehalten.
Ganz von der Verwendung von Blei als Träger abgesehen wird bei dem Akkumulator von
Sempnm und Fortun (Französisches Patent Nr.
292792). Eine durchlöcherte Aluminiumplatte wird mit Paste bedeckt. Auf diese kommt
Leinwandgaze, die in Kalilauge gekocht ist, und über diese eine durchlöcherte Hülle
aus Paraffin, Hartwachs oder Kolophonium. Die mit verdünnter Schwefelsäure
angerührte Paste besteht für die negativen Polplatten aus Bleioxyd, für die
positiven aus Bleiplumbat. Elektrolyt ist cyanhaltige Schwefelsäure. Die Platten
werden zu einem Block zusammengelegt, so dass Zirkulationskanäle für den
Elektrolyten bleiben. Ein 5plattiger 6½ kg schwerer Akkumulator hat eine Kapazität
von 126 Ampère-Stunden oder von 46 Ampère-Stunden auf 1 kg Elektrodengewicht.
Während eine 108zellige Batterie von 230 Ampère-Stunden Kapazität in den Pariser
Strassenbahnwagen 3000 kg wiegt, soll man dieselbe Leistung mit einer nur 942 kg
schweren Batterie Semprun und Fortun'scher
Akkumulatoren erzielen können.
Bei dem Akkumulator von Georges de Roussy de Sales und
François Gueugnon (Englisches Patent Nr.
19686/1900) dient der Aluminiumrahmen wieder nur zur Stromzuführung. Um ihn ist ein
sehr dünnes durchlöchertes Bleiblech gelegt, dessen Oberflächen die Gestalt von
Bürsten haben. Man bedeckt mit Bleioxyd und walzt, so dass die Bleidrähte der Bürste
sich umbiegen und die Masse festhalten. Die so erhaltene Anodenplatte kommt in einen
durchlöcherten Behälter aus Ebonit, Celluloid o. a. und mit diesem in einen
durchlöcherten Kasten aus Aluminiumblech. Dieser steht in einem ebensolchen zweiten,
der Kontakt mit einem äusseren Aluminiumbehälter hat, der mehrere solcher
Kästenpaare aufnimmt. Die Aluminiumtröge sind mit porösem Blei überzogen. Die
elastischen Aluminiumwände üben einen ständigen Druck auf die positive und negative
wirksame Masse aus und verhindern so ihr Abfallen. Die positive Paste dieses
Akkumulators „Eole“ wird mit Sagolösung angemacht (Französisches Patent Nr.
307715).
Auch die von Siebraud de Mundaca, Beer und Schneeberg (Französisches Patent Nr. 306270)
vorgeschlagene positive Akkumulatorenplatte hat einen fein durchlöcherten
Aluminiumkern. Er wird erst elektrolytisch verkupfert und dann verbleit oder mit
Walzbleiblechen umpresst. Auf dieser Platte wird Bleisuperoxyd elektrolytisch
niedergeschlagen aus einem Bad, das man durch Lösen von 250 g Bleinitrat und 200 g
Aetzkali in 1 l Wasser und Zufügen dieser Lösung zu der von 50 g Glätte und 500 g
Cyankalium in 9 l Wasser bereitet. Mit gewö(nlichen gepasteten negativen Polplatten
wird in Säure von 5° Bé. nachformiert.
Dass Ferrosilicium als Elektrode in sauren und alkalischen Flüssigkeiten nicht
angegriffen wird, weiss man seit langem. Auch hat man schon sehr beständige
Kupfersilicide hergestellt. Diese Legierungen hat Richard v.
Graetzel (D. R. P. Nr. 111230) als Masseträger oder Stromleiter in
Akkumulatoren noch besonders empfohlen.
Vergoldete oder platinierte Fäden will Leon Tobiansky
d'Altoff (Ungarisches Patent Nr. 16855) in Spiralform oder mit elastischen
Bändern (aus Kautschuk, Guttapercha, Leder o. dgl.) verwebt als Träger der Masse
benutzen. Diese wird porös gemacht durch Mischung mit solchen Stoffen, die durch den
Elektrolyten zerstört oder zu schwammiger Cellulose umgewandelt oder verkohlt
werden. Da das Fadengeflecht nur 3,10 spez. Gew. hat, soll (L'Electricien, 1900 2. Ser. Bd. 19 S. 115) das tote Gewicht auf 1 kg
Elektrode sich von 650 bis 700 g beim gewöhnlichen Bleiakkumulator auf 200 bis 250 g
vermindern lassen, so dass man bei einer normalen Leistung von 1 Ampère-Stunde auf 1
kg statt 10 Ampère-Stunden Kapazität 20 bis 25 Ampère-Stunden erhalten soll. Hundert
Ladungen und Entladungen sollen die Güte der Platte noch nicht im geringsten
beeinträchtigen. Auch Kurzschlüsse sollen unschädlich sein. Wenn solche Ergebnisse
nicht nur im Laboratorium, sondern auch im praktischen Betriebe erzielt werden,
würde der Akkumulator gegenüber den bisher benutzten nicht unerhebliche Vorteile
aufweisen.
Aus nicht leitendem Stoff wird nach dem Vorschlage von William, Moore Mc Dougall (D. R. P. Nr. 110929) der Masseträger von der
Electric Power Company hergestellt. Aus einer
Mischung von Kautschuk und Holzkohlenpulver wird ein Gitter mit oberer wagerechter
Nut und senkrechten Kanälen gebildet. In diese kommen die Zinken des
gabelförmigen Stromleiters, die innerhalb der Gitteröffnungen flach gedrückt werden,
um eine Verschiebung des Leiters im Rahmen zu verhindern. Die in die Gitteröffnungen
eingetragene Masse wird gleichmässig um die Bleizinken verteilt und hängt durch die
von diesen nicht ausgefüllten Teile der Oeffnungen unter sich zusammen. Wie H. S. Martin mitteilt (Electr.
World and Engineer, 1900 Bd. 35 S. 635), gibt der Sammler auf 1 kg
Bleisuperoxyd 74 Ampère-Stunden und wiegt nur 60 % von dem eines Akkumulators mit
Bleiträgern. Er erholte sich nach mehrfachem Kurzschluss und einer 25 Minuten langen
starken bis 0,01 Volt getriebenen Entladung in 5 Minuten auf 1,90 Volt.
Aus porösem Steingut bestehen die Träger des Clare-Akkumulators der International Storage Battery Co. (Centralblatt für Akkumulatoren- und Elementenkunde,
1901 Bd. 2 S. 297). Die eine Seite, die die poröse Masse aufnimmt, hat viereckige
Zellen, die andere in einer Richtung parallele Rippen. Die Längsseiten sind
verbreitert und höher als die Begrenzungen der Zellen. Je zwei Platten werden mit
diesen Rändern aufeinander gekittet. Im Inneren liegt der Bleileiter. Ein
Akkumulator in Hartgummigefäss von 7,2 kg Gesamtgewicht zeigte bei 8stündiger
Entladung mit 12 Ampère einen Abfall der Spannung von 2,1 auf 1,9 Volt und lieferte
192 Watt-Stunden. Eine Batterie, die 2 Jahre lang ständig stark beansprucht wurde,
zeigte kein Zerbrechen und kein Auf beulen der Steingutbehälter, noch Ausfallen von
wirksamer Masse.
Auch bei den Akkumulatoren von Arvid Reuterdahl (Centralblatt für Akkumulatoren- und Elementenkunde,
1901 Bd. 2 S. 311) dient das Bleigitter nur als Leiter. Es wird mit Masse umpresst.
Darum legt sich ein Rahmen aus Hartgummi oder chemisch behandeltem Holz (U. S. P.
Nr. 653883) mit einem durchlöcherten Hartgummiblatt an jeder Seite. Diese Blätter
werden an dem Rahmen durch Hartgummibolzen gehalten, die zugleich die
zusammengesetzten Platten von einander trennen. Ausserdem gehen Bolzen durch die
Platte selbst und tragen zum Halt der wirksamen Masse am Gitter bei. Die Kapazität
einer 10 kg schweren Zelle beträgt bei 3stündiger Entladung auf 1 kg 10
Ampère-Stunden.
(Fortsetzung folgt.)