Verfahren zum Verbinden von Plattensätzen in einem elektrischen Akkumulator Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Plattensätzen in benachbarten Zel len eines elektrischen Akkumulators durch eine Öffnung in der Trennwand zwischen benachbarten Zellen hin durch.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge kennzeichnet, dass die Plattensätze mit einem Paar leitender Verbindungsstücke verbunden werden, deren jedes einen zur Trennwand praktisch parallel liegenden Vorsprung aufweist, der einen vorspringenden, die öff- nung in der Trennwand konzentrisch umgebenden Ring aufweist, dass in jede dieser Öffnungen ein elektrisch leitender Zapfen eingesetzt wird, dass die Vorsprünge einem Druck ausgesetzt werden,
um ihre vorspringenden Ringe in die betreffende Trennwand einzudrücken und dass die Vorsprünge mit den leitenden Zapfen mittels eines durch den letzteren und die Vorsprünge geschick ten elektrischen Stromes verschweisst werden, wobei das Material des leitenden Zapfens fliesst und die Öffnung ausfüllt.
Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Plattenpaket für einen Akkumula tor.
Fig. 2 zeigt einen Akkumulatorenbehälter, dessen Pakete bis auf eines eingesetzt sind.
Fig. 3 ist eine zum Teil im Schnitt dargestellte Ansicht des. Akkumulatorenbehälters zur Erläuterung des Abschlusses der Verbindungen zwischen den Zel len.
Fig. 4 ist eine zum Teil im Schnitt dargestellte Ansicht des Batteriedeckels.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht, zum Teil geschnitten, zur Erläuterung einer zum Verbinden von Deckel und Behälter verwendeten Maschine. Fig. 6 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Ver wendung der in Fig. 5 gezeigten Maschine.
Fig. 7 zeigt ein Verbindungsstück zwischen den Zellen im Detail.
Fig. 8 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Verbindungsstückes.
Wie aus den Fig. 1-3 ersichtlich, ist ein Batteriebe hälter 11 aus Polypropylen oder einem anderen geeigne ten Thermoplast hergestellt, wobei der Behälter Trenn wände 12 umfasst, die ihn in sechs Abteile unterteilen. Jedes Abteil nimmt ein vorbereitetes Paket 13 aus Akkumulatorenplatten und Separatoren auf, wobei die Oberteile von Platten und Separatoren durch einen perforierten Spritzschutz 14 geschützt sind.
Die Platten in den einzelnen Paketen sind miteinander parallel verbunden und die zwei Sätze Platten in jedem der vier Pakete, die in dem mittleren Abteil des Gehäuses 11 befestigt werden müssen, sind entsprechend mit leiten den Verbindungsstücken 15 bzw. 16 verbunden, die mit Vorsprüngen versehen sind, die sich bei der Anwendung im wesentlichen parallel zu den Trennwänden 12 er strecken, mit nach aussen zeigenden Zapfen 16a (Fig. 3 und 7). Die zum Einsetzen in die Abteile an den Enden vorgesehenen Pakete haben je einen Satz Platten, der mit einem Vorsprung 15 oder 16 verbunden ist, während der andere Satz Platten jeweils mit den entsprechenden Polklemmen 17 des Akkumulators verbunden ist.
Die Trennwände 12 enthalten eingestanzte Löcher, die so angeordnet sind, dass, wenn die Pakete in den Behälter 11 gebracht werden, jeder Zapfen 16a durch eine Öffnung und in einen Vorsprung 15 auf dem Paket der benachbarten Zelle greift. Die Wände 12 sind ausreichend flexibel, um das Einführen der Pakete in die Abteile zu erlauben, bevor die Zapfen 16a in den zugehörigen Öffnungen sitzen. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Vorsprünge 15, 16 mit ringförmigen, hervor springenden Teilen 10 versehen sind, welche die Öffnung in der Wand 12 umgeben. Wenn alle Pakete eingebracht sind, werden die erforderlichen Verbindungen zwischen den Zellen unter Verwendung eines in Fig. 3 gezeigten Werkzeuges 18 hergestellt.
Das Werkzeug enthält ein Paar Elektroden 21, 22, welche die entsprechenden Vorsprünge 15 bzw. 16 erfassen. Das Werkzeug 18 arbeitet wie folgt: Zunächst werden die Elektroden zusammengedrückt, um ein Eindringen der Teile 10 in die Trennwand zu bewirken und um zu erreichen, dass der Zapfen 16a fest im Vorsprung 15 sitzt. Während dieser Zeit wird der Druck beibehalten und das flüssige Blei dichtet die Öffnung in der Trennwand ab.
Die Teile 10 verbessern die Dichtwirkung und klemmen die Vorsprünge 15, 16 zusätzlich an der Trennwand 12 fest, um eine Relativbe wegung zwischen den Vorsprüngen und der Trennwand zu verhindern. Der Druck wird nach Beendigung des Stromflusses noch kurzzeitig aufrechterhalten, bis das erstarrende Blei die Dichtung abschliesst.
Der Wert des Stromes, der Druck und die Zeit, während der der Strom fliesst, müssen zur Erzielung bester Resultate sorgfältig gewählt werden. Bei einer Anwendung hatte die Öffnung in der Trennwand einen Durchmesser von 11,2 mm und der mittlere Durchmes ser des Zapfens 16a betrug 9,5 mm. Die Zapfen 15, 16 wurden mit einer Kraft von 680 kg zusammengedrückt und ein Strom von 10.800 Ampere und 50 Hz floss während genau 3 Perioden.
Fig. 8 zeigt eine Abwandlung der Fig. 7, wobei ein getrennter Zapfen 19 verwendet ist, der abgerundete Enden aufweist, und in komplementäre Flächen 15b, 16b der Vorsprünge 15, 16 eingreift. Der Zapfen 19 sitzt in der Öffnung lose, aber wenn es gewünscht wird, kann er vor dem beschriebenen Schweissvorgang so geprägt werden, dass er relativ fest in der Öffnung sitzt.
Wenn sämtliche Verbindungen zwischen den Zellen ausgeführt sind, ist der Akkumulator bis auf den Deckel komplett.
Der in Fig. 4 gezeigte Deckel 23 ist ebenfalls aus Polypropylen oder einem anderen geeigneten Thermo plast geformt und hat eine Umfangskante, die so geformt ist, dass sie in das Oberteil des Behälters eingreift, zusammen mit Rippen 24, die zum Eingriff in die Oberteile der Wände 12 vorgesehen sind. Der Deckel ist mit sechs (nicht dargestellten) Einfüll-Öffnungen verse hen, die, wenn der Deckel aufgesetzt ist, sich über den sechs entsprechenden Abteilen befinden und ist weiter mit einem Paar hervorspringender, hohler Zapfen 25 aus einem Stück geformt, welche die entsprechenden Pol klemmen 17 aufnehmen.
Der Deckel 23 wird mit dem Behälter 11 ver- schweisst, zu welchem Zweck die in Fig. 5 gezeigte Maschine verwendet wird. Diese Maschine umfasst einen Rahmen 26, in dessen oberem Teil ein Paar Führungs- bolzen 27 mit einem oberen Formkasten 28 verschiebbar verbunden ist. Der Formteil 28. ist durch einen Druck kolben 29 vertikal verschiebbar, der zwischen dem Rahmen 26 und dem Formteil 28 angreift.
Weiterhin ist ein Paar (nicht dargestellter) Führungsbolzen verschieb bar im unteren Teil des Rahmens vorgesehen und verbunden mit einem unteren Formteil 31, der sich vertikal auf den Formteil 28 zu und von diesem wegbewegen lässt mit Hilfe eines zweiten Druckkolbens zwischen dem Teil 31 und dem Rahmen 36, welcher Druckkolben z. T. bei 32 sichtbar ist.
Der Rahmen 26 trägt auch ein Paar Schienen 33, auf welchen ein Heizgerät 34 seitlich verschiebbar ist zwi- schen der gezeigten Betriebsstellung und einer Ausserbe- triebstellung, in der sich der Formteil 28 auf den Form teil 31 zu bewegen kann. Es wird darauf hingewiesen, dass die Schienen 33 die Bewegung des Formteiles 28 nicht behindern. Die Formteile 26, 31 sind mit Ausspa rungen versehen, um den Deckel 23 bzw. den Behälter 11 aufnehmen zu können, welche Aussparungen mit den Leitungen 35, 36 in Verbindung stehen, durch welche eine Saugwirkung auf die Aussparungen ausgeübt wer den kann.
Die Reihenfolge der Arbeitsgänge zum Verschweis- sen des Behälters 11 mit dem Deckel 23 verläuft, unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6, wie folgt: Der Behälter 11 wird in den Formteil 31 eingesetzt, wobei der genaue Sitz des Behälters durch Führungsplat ten 37 (Fig. 5) gewährleistet wird.
Der Deckel 23 wird dann ungefähr in seine Stellung auf dem Behälter 11 gebracht, über die Leitung 36 wird eine Saugwirkung ausgeübt, um den Behälter in seiner Lage zu halten, und der Heizapparat 34 wird in seine Ausserbetriebstellung gebracht. Die Teile befinden sich jetzt in der in Fig. 6a gezeigten Lage.
Wie in Fig. 6b dargestellt, werden nun die Druckkol- ben 29, 32 betätigt, wodurch sich die Formteile 28, 31 aufeinander zu bewegen und der Deckel 23 in die Aussparung im Formteil 28 eintritt. Die Form des Deckels 23 ist so gewählt, dass, wenn er nicht genau auf dem Behälter 11 sitzt, er sich auf dem Formteil 28 selbst ausrichtet. Wenn sich die Teile in der in Fig. 6b gezeigten Lage befinden, wird mittels einer Leitung 35 eine Saugwirkung ausgeübt, um den Deckel 23 in seiner Lage im. Formteil 28 zu halten.
Die Formteile 28, 31 werden nun getrennt und der Heizapparat 34 wird in seine Arbeitsstellung gebracht, die in Fig. 6c gezeigt ist. Die Formteile 28, 31 werden dann aufeinander zubewegt, wie dies in Fig. 6d gezeigt ist, sodass Behälter und Deckel den Heizapparat berüh ren, der mit (nicht dargestellten) Öffnungen versehen ist, durch welche die Bolzen 17 verlaufen.
Die Teile werden in der in Fig. 6d gezeigten Lage während einer bestimmten Zeit gehalten, damit das Polypropylen weich wird. Der Behälter 11 erfordert wegen seines Querschnitts mehr Wärme als der Deckel, was dadurch erreicht wird, dass der Druckkolben 32 einen grösseren Druck als der Druckkolben 29 ausübt.
Nach der erforderlichen Heizdauer werden die Teile 29, 31 voneinander getrennt und der Heizapparat wird in seine in Fig. 6e gezeigte Ruhelage gebracht.
Deckel und Behälter werden dann miteinander in Kontakt gebracht, wie dies in Fig. 6f gezeigt ist, und der durch die Druckkolben 28, 31 ausgeübte Druck bewirkt das Verschweissen des Deckels 23 mit dem Behälter 11 entlang der Umfangskante und längs der Berührungsstel len zwischen den Rippen 24 und den Wänden 12.
Schliesslich wird die Saugwirkung durch die Leitung 35 abgestellt und die Teile 28,. 31 werden getrennt, .sodass Behälter und Deckel auf dem Teil 31 bleiben, wie dies in Fig. 6g gezeigt ist.
Zur Fertigstellung des Akkumulators- werden- die Polklemmen aufgesetzt, indem Blei um -die Bolzen 17 eingefügt wird; indem man eine Schablone um den Bolzen legt und einsteckt und Blei eingiesst. Darauf kann der Akkumulator mit Elektrolyt gefüllt und gela den werden.
Bei einer Modifikation werden für Deckel und Behälter getrennte Heizapparate verwendet. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Umfangskante des Behälters 11 mit einem nach oben ragenden Flansch in der gleichen Höhe der inneren Oberfläche des Behälters versehen, und an den Deckel 23 ist ein komplementär nach unten hervorspringender Flansch angeformt, sodass die beiden Flansche. beim Zusammenbringen von Behäl ter und Deckel ineinander greifen.
Der Heizapparat ist so geformt, dass er Behälter und Deckel entlang der horizontalen Verbindungslinie zwischen dem Oberteil des Flansches auf dem Behälter und dem Deckel erwärmt.