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Akkumulatoren / Batterien -Typen, Technik

10.04.2012 / 02.02.2019

 

 

 

Heiz-Akkumulator

 

4,5 Volt Batterie

 

67,5 Volt Anodenbatterie

 oe333-holz-anodenbatterie-big2.jpg

Anodenbatterie mit

diversen Spannungen

 

 

Zuerst ein Hinweis zu den Begriffen: Eigentlich ist eine einzelne 1,5 Volt-"Batterie" eher eine 1,5 Volt-Zelle. Erst wenn mehre Zellen in Reihe geschaltet werden (wenn höhere Spannungen aufgebaut werden sollen), werden die Zellen zu Batterien. Allerdings hat sich im Volksmund der Begriff Batterie für Zellen und Batterien durchgesetzt. Das gilt sinngemäß auf für Akkumulatoren (Akkus).

 

Bei Wumpus Welt der Radios gibt es auch eine Akku / Batterie-Hersteller-Liste.

 

1 von 2) Akkumulatoren (wieder aufladbar):

 

Akkumulatoren (Akkus) werden Im Bereich Unterhaltungs-Elektronik immer dort eingesetzt, wo (nicht immer) eine Netz-Stromversorgung zur Verfügung steht. Akkumulator-Zellen können in Reihe geschaltet (Akku-Batterien) werden, um höhere Spannungen zu erreichen. Keine Parallelschaltungen. Gegenüber Batterien haben die meisten Typen höhere Selbstentadungen. Beim Bleiakku z.B. rechnet man mit 0,5 bis 1 Prozent pro Tag bis zum Erreichen der unteren zulässigen Spannung.

 

Dabei wurden über die Jahrzehnte (auch in Abhängigkeit zum Einsatzzweck) verschiedene Typen verwendet:

 

  • heizakku-1.jpgBlei-Akku. Bei diesem Typ wurden Bleiplatten speziell vorbehandelt und mit einer säurehaltigen (verdünnte Schwefelsäure) Flüssigkeit befüllt. Nach dem Aufladen liefert ein Bleiakku pro Zelle 2 Volt. Die frühen Bleiakkus gasten aus und mussten deshalb Gasaustritt zulassen.

    Durch die Gasaustritts-Öfnung entwich aber auch Wasseranteil der verdünnten Säure. Der Flüssigkeitsspiegel schwankte etwas in Abhängigkeit des Ladezustands. Diese nach oben teiloffenen Akkus müssen in der Normal-Lage betrieben werden.

    Die "Säure" konnte bei Flüssigkeitsverlust mit destilliertem Wasser nachgefüllt werden. Akkusäure ätzt und ist für Haut und Bauteile gefährlich. Sorgfältiges Arbeiten dabei ist unbedingt erforderlich. Zum Nachladen sind spezielle Ladegeräte nötig, die für Bleiakkus ausgelegt sind.

    Bleiakkus sollen nicht total entladen werden, da das zum Kapazitätsverlust führen kann. Also nicht unter 1,75 Volt. Der Akku-Typ kann mehrere Jahre funktionieren, zumeist lässt die Kapazität aber (auch durch Verschlammung) im Laufe der Zeit etwas nach. Akkus wurden in der Frühzeit der Radiotechnik oft zum Heizen der Röhren genutzt.


  • Blei-Gel-Akku. Eine Variante des Blei-Akkus. Durch die Verwendung eines mit Schwefelsäure durchtränktem Gels (z.B. Kieselsäure), konnte dieser Typ gasdicht und wartungsfrei gemacht werden. Er konnte in jeder Raumlage betrieben werden. Ladeteile waren für diesen Typ angepasst. Der Bleigelakku hat einen etwas höheren Innenwiderstand, sodass  er etwas weniger Ampere/Stunden-Werte erreicht. Betriebsspannung 2 Volt pro Zelle.

  • deac-type5-d1punkt5.jpgNickel-Cadmium-Akkumulator.  Ein gasdichter Akkutyp, der leider ein sehr giftiges Schwermetall nutzt. Es wird eine recht gute Ampere/Stundenzahl erreicht. Ladeteile müssen für den Typ ausgelegt sein, die Akkus sind schnell-ladefähig (bei dann etwas geringerer Kapazität). Die Nennspannung beträgt 1,2 Volt pro Zelle. Der NC-Akku mit Sinter-Elektrode hat einen sogenannten Memory-Effekt: Wird er immer nur zu (z.B.) 75% entladen, "merkt" sich der Akku das und stellt dann immer weniger Kapazität bereit. Man kann den Memory-Effekt wieder reduzieren durch  wiederholtes Total-Entladen und Aufladen. Es gibt auch spezielle Ladeteile, die diese Aufgabe übernehmen können und ausserdem Schnell-Ladung ermöglichen.

    DEAC NiCad 6 Volt / 1,5 Ah. Abmessungen: 9,85 x 9,2 x 3,95 cm --->

    Bei Transistor-Koffer-Radios (z.B. bei einige Schaub-Lorenz-Modellen der Sechziger Jahre) wurden  diese Akkus (z.B. einige DEAC-Zellen *) als Basisvorspannungserzeugung, usw. genutzt, um diese möglichst stabil zu halten. Heute ist das nicht immer so bekannt. Oft werden diese Akkus in den Geräten nicht erkannt oder entfernt, die ausgetretenen Flüssigkeitsreste einfach mit den Händen weggewischt. Zumeist können diese Akkus gegen Dioden/Elko-Ersatzschaltungen oder andere NC-Akkus ersetzt werden.

    Warnung: Cadmium ist sehr giftig. Obwohl NC-Akkus im Normalfall gasdicht sind und keine Flüssigkeit austritt, kann das aber trotzdem (z.B. bei Überladung) passieren. Auch uralte Akkus können Flüssigkeit absondern und Geräte-Umgebungen kontaminieren. Diese ausgetretenen Flüssigkeiten und Reste davon DÜRFEN NICHT mit den ungeschützten Händen berührt werden, Reste müssen aus Geräten ohne Hautkontakt entfernt werden, das Material ist Sondermüll!

  • Metallhydrid-Akkumulator. Um den NC-Akkus-Memory-Effekt zu vermeiden und höhere Stromkapazitäten (auch höhere Spitzenströme) zu erreichen, wurde der NiMH-Akku eingeführt. Der Typ liefert 1,2 Volt Spannung. Allerdings hatten insbesondere frühe Typen noch eine recht starke Selbstentladung. Es sind spezielle Ladegeräte nötig, aufladen mit NC-Akku-Laderäten ist nicht zulässig.


  • Lithium-Ionen-Akku. Kaum Anwendungen im klassischem Radio-Bereich. Allerdings werden sie in Smartphones (mit Radio-Funktion) eingesetzt. Typischer Weise Spannung 3,6 Volt, aber durch verschiedene Material-Kombinationen gibt es durchaus Li-Ion-Akkus mit leicht variierter Spannung. Kein Memory-Effekt, hohe Stromausbeute, geringe Selbstentladung. Zu große Wärmeentwicklung ist zu vermeiden, Gefahr der Selbstentzündung. Schnell-ladefähig mit speziellen Ladeteilen.

    Direkter Hautkontakt zu ausgetretener Akkuflüsigkeit ist ebenfalls zu vermeiden.

  • Akalische RAM-Batterie. Dieser Typ liefert 1,5 Volt und ist bis zu ca. 25 x mit Spezial-Ladeteil WIEDER AUFLADBAR. Sehr geringe Selbstentladung, liefert durchaus mittlere Stromkapazitäten. Kann in den meisten Fällen Standard 1,5 Volt Batterien ersetzen.

 

* = DEAC: Deutsche Edison Akkumulatoren Company GmbH)

 

 


 

 

2 von 2) Batterien, Anodenbatterien:

 

Hier ist grob zwischen Anodenbatterien (um Spannungen für Röhrenradios bereit zu stellen) und  Zellen und Batterien für Radios mit Halbleiter / Schaltkreis (IC) - Bestückung zu unterschieden.

 

Auch Zellen und Batterien werden oft nur als Batterien bezeichnet. Eine 1, 5 Volt Kohle-Zink-Zelle liefert 1,5 Volt.

 

Eine 9 Volt Kohle-Zink-Batterie bildet sich aus 6 x 1,5 Volt - Zellen. Die erreichbare Zellenspannung hängt von den verwendeten Pol-Materalien ab (Elektrochemische Spannungsreihe (externer Link)). Batterien sind (bis auf einige Typen mit Spezial-Ladeteilen in gewissen Grenzen) nicht wieder aufladbar!

 

4,5 Volt Batterie von Ever Ready -->

 

In der Radiotechnik wurden in der Frühzeit (der Radio-Röhren-Zeit) insbesondere Mehrfach-Batterien aus diversen (zumeist als Teilspannungs-Systeme) Einzelzellen angeboten.

 

Dabei wurden z.B.  60 x 1,5 Volt  = 90 Volt in Reihe geschaltet.  Bei der 2. Zelle (3 Volt), bei der 3. Zelle (4,5 V), bei der 4. Zelle (6 V), bei der 5. Zelle (7,5 V), bei der 6. Zelle (9 V), bei der 7. Zelle (10,5 V) gab es Anschlüsse. So konnten dann 7 Spannungen abgegriffen werden.

 

Durch geschickte Lage des Bezugspunkten (Minus / Masse) konnten auch negative Spannungen genutzt werden. 

 

 

Eine Anodenbatterie, wie soeben beschrieben,  war die Obeta Batterie für Loewe OE333:

 

oe333-holz-anodenbatterie-big.jpg

 

 

Das Radios Loewe OE333 wurde wie folgt angeschlossen:

 

oe333-holz-anodenbatterie-big2.jpg

Schaltung eines Radios an eine Mehrspannungs-Anodenbatterie.

Die Heizung (4 Volt) erfolgte über einen getrennten 4 Volt-Akkumulator.

 

Es hat früher auch insbesondere bei kleinen Knopfzellen Batterie-Zellen-Typen gegeben, die heute nicht mehr zugelassenen sind. Als Beispiele sind nur Zellen mit Silber oder Quecksilber - Typen genannt. Diese Typen hatten auch zu Zink-Kohle-Typen unterschiedliche Spannungen und können heute nicht mehr 1:1 ersetzt werden.

 

 

Einige typische Anodenbatterien von 1928

(Quelle: Großhandelskatalog 1928/29)

 anodenbatterie-01.jpg

Helios Anodenbatterie

 anodenbatterie-01.jpg

Cordesia Anodenbatterie

 anodenbatterie-01.jpg

Löwen Anodenbatterie

 anodenbatterie-01.jpg

Sonnenstrahl Anodenbatterie

 anodenbatterie-01.jpg

Mannesmann Anodenbatterie

 

 anodenbatterie-01.jpg

Sauerbeck Anodenbatterie

 

 

Da es heute keine Original-Anodenbatterien mehr gibt, stellen sich Sammler alter Radiotechnik selbst Anodenbatterien aus 1,5 Zellen zusammen (Zellen-Reihenschaltungen). Es gibt aber heute sogar noch z.B. 9 Volt-Blockbatterien , wo 10 Stück in Reihe eine 90 Volt Anodenbatterie nachbilden können. Es werden auch noch bedruckte Leer-Kartons angeboten, mit deren Hilfe und Nutzung von Bananenstecker-Buchsen Batterien im damaligen Look nachempfunden werden können. Der Anodenstrom des alten Radios muss aber ungefähr zur Strom-Kapazität heutiger Ersatzzellen passen, wobei der Strom zumeist nicht über ca. 50-100 mA (je nach Batterie-Typ (Zink-Kohle, Akaline, Lithium, usw) hinausgeht.

 

Wer mehr Anodenstrom benötigt, kann auch (soweit noch lieferbar) 4,5 Volt Flachbatterien in Reihe schalten, dabei kann also z.B.  mit 18 x 4,5 Volt ca. 80 Volt bei ca. 150 mA rreicht werden. Es werden auch noch kleine 12 Volt und (hin und wieder (Stand 2019)) 22,5 Volt Batterien angeboten (allerdings bei relativ kleinen Strömen) die für den Ersatz kompakter Röhrenkofferradios geeignet sein können. Versuch macht hier klug, hinsichtlich der Stromkapazität. Auch die Parallelschaltung eines 5000 uF-Elkos (zur Veringerung des dynamischen Innenwiderstands) kann vorteilhaft sein.

 

Weiter bauen sich technisch Begabte in Leerkartons Netzteile oder Spannungswandler ein. Dabei muß aber auf Spannungskonstanz und - am besten - auf Strombegrenzung geachtet werden.

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