DE1035715B - Einrichtung zum Verbinden von Zellenstapeln in Trockenbatterien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trockenbatterie aus mindestens zwei nebeneinanderstehenden zylindrischen Stapeln flacher Trockenzellen, wobei jeder Stapel von einer dicht anliegenden, oben und unten offenen Isolierstoffhülse umgeben ist. Benachbarte Stapel berühren sich entlang einer senkrechten Linie, und sämtliche Stapel sind von einer gemeinsamen Außenhülle umgeben. Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Verbinden der Zellenstapel besteht darin, daß je zwischen zwei benachbarten Stapeln ein Z-förmiger Isolierstreifen entlang einer Längslinie, vorzugsweise seiner Längsachse, eingeklemmt ist, derart, daß seitlich Raum zum Aufnehmen eines Stromleitungsbandes belassen wird.

Die Erfindung soll an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlicher beschrieben werden, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Isolierstreifen,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Stromleitungsband,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Klebstreifen, mit dem das Stromleitungsband auf dem Isolierstreifen befestigt ist,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Isolierstreifen, in den das Stromleitungsband eingelegt ist,

Fig. 5 eine Draufsicht ähnlich derjenigen nach Fig. 4, wobei der Klebstreifen nach Fig. 3 um die Teile gemäß Fig. 4 gewickelt worden ist, um eine geschlossene bauliche Einheit zu erzielen,

Fig. 6 in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie 6-6 in Fig. 5,

Fig. 7 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß verbundenen Paares nebeneinanderstehender Stapel aus einzelnen Zellen,

Fig. 8 eine Draufsicht auf ein Zellenstapelpaar gemäß Fig. 7.

Der Verbinder gemäß der Erfindung ist in Fig. 5 in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnet. Er besteht zum Teil aus einem länglichen Streifen 11 aus plastischem Werkstoff, beispielsweise Polystyrol, Chlorkautschuk, Polyvinylidenchlorid, regenerierter Cellulose oder ähnlichem Isolationsstoff, welcher ausreichend nachgiebig ist und die erforderlichen dielektrischen Eigenschaften sowie Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Elektrolyten aufweist. Der Streifen 11 ist bei 12 mit einer Aussparung versehen, um ein Stromleitungsband 13 aufzunehmen, wobei um diese Stelle ein Klebstreifen 14 aus mit einem Klebmittelüberzug versehenen plastischen Werkstoff, beispielsweise regenerierter Cellulose, Chlorkautschuk, Polystyrol oder ähnlichem Werkstoff, in Querrichtung gewickelt wird. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist das Stromleitungsband 13 durch die Aussparung 12 durchgefädelt, welche seitlich der Längsachse x-x in dem Isolierstreifen 11 vorgesehen ist.

Einrichtung zum Verbinden
von Zellenstapeln in Trockenbatterien

Anmelder:

The Electric Storage Battery Company,
Philadelphia, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen (Westf.), Oranienstr. 14

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Mai 1951

William Stanley Herbert, Madison, Wis. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Aus den Fig. 4, 5 und 7 geht hervor, daß nach dem Zusammenbau des Verbinders 10 das Stromleitungsband 13 sich mit dem einen Endteil 13', an die Aussparung 12 anschließend, entlang der Fläche 11' des Streifens 11 erstreckt und darauf aufliegt, während der andere Endteil 13" auf der Fläche 11" des Streifens aufliegt. Die Enden des Bandes 13 erstrecken sich in Richtung auf die Enden des Streifens 11 des Verbinders.

In Fig. 3 ist bei 14' ein Überzug aus einem Klebmittel angedeutet, welches auf den Streifen 14 aufgebracht werden kann, so daß dieser fest an Ort und Stelle gehalten wird, wenn er rund um den Verbinder herumgewickelt wird.

Fig. 6 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie 6-6 in Fig. 5, um anzudeuten, wie der Durchgang des Stromleitungsbandes 13 durch die Aussparung 12 in dem Isolierstreifen 11 ausgebildet ist. Rund über die Aussparung 12 hinweg ist der Klebstreifen 14 gewickelt, wobei oben in der Figur die sich überlappenden Enden 14" und 14"' des Streifens 14 erscheinen. Es ist ersichtlich, daß der Streifen 14 eine solche Breitenabmessung aufweist, daß er die Kanten der Aussparung 12 vollständig überdeckt, um den Verbinder zuverlässig zusammenzuhalten und um außerdem das Stromleitungsband in der Nähe der Aussparung 12 abzuisolieren.

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Weitere Sicherungsstreifen ähnlich dem Streifen 14 (die nicht gezeigt sind), können, falls erwünscht, in der Nähe der Enden des Verbinders vorgesehen werden, und zwar in solcher Weise, daß das Stromleitungsband 13 gegen die benachbarten Flächen des Streifens 11 gepreßt wird.

Fig. 7 zeigt einen Verbinder eingebaut, derart, daß dadurch eine elektrische Verbindung zwischen dem unteren negativen Pol der untersten Zelle 15 im Zellenstapel B und dem oberen positiven Pol der obersten Zelle 16 im Stapel A hergestellt wird. Jeder der Stapel A und B besteht aus einzelnen flachen Zellen 17, die lediglich schaubildlich angedeutet sind, wobei die einzelnen Stapel von einer Hülle 16 umgeben sind.

Sollen durch den erfmdungsgemäßen Verbinder 10 zwei benachbarte zylindrische Zellenstapel B und A zu einer Batterie miteinander verbunden werden, so wird dieser so eingebaut, daß seine Längsachse durch die tangentiale Berührungslinie zwischen den beiden Zellenstapeln hindurchgeht, wie es am besten aus Fig. 8 ersichtlich ist. Das Stromleitungsband 13 ist seitlich der Berührungslinie der Zellenstapel angeordnet,, wol>ei es sich jedoch dicht an den divergierenden bogenförmigen Flächen der benachbarten Zellenstapel A, B und andererseits entfernt von der Außenhülle 19 befindet, die die beiden Zellenstapel zusammenhält. Ein nennenswertes Spiel zwischen den Zellen tritt dann nicht auf, so daß ein starrer Batterieaufbau entsteht. In der Zeichnung ist ein Zellenstapelpaar^4 und B beispielsweise dargestellt; doch können auch drei oder mehr Zellenstapel in der gleichen Weise zusammengebaut und mit gleichen Verbindern 10 ausgerüstet werden. Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 sind die Zellenstapel in Reihe geschaltet; doch ist es auch möglich, die Stapel A und B parallel anzuordnen, und zwar einfach dadurch, daß die Polarität des Stapels A geändert wird, während Stapel B seine Polarität beibehält.

Beim Batteriezusammenbau gemäß den Fig. 7 und 8 sind die Enden des Verbinders 10 in entgegengesetzten Richtungen, und zwar in Richtung auf die benachbarten oberen und unteren Pole der Stapel A und B, abgebogen. Die Enden des Stromleitungsbandes 13 sind an den Polen in einer Weise befestigt, die am besten aus Fig. 7 ersichtlich ist. Das Anschlußende 13' des Bandes 13 ist über dem negativen unteren Pol der Zelle 15 abgewinkelt, wobei das Ende 11' des Streifens 11 ebenfalls umgebogen ist. Das vorstehende Ende der Hülle 18 ist ebenfalls bei 18' abgewinkelt. Ein Klebmittel auf der Innenfläche der Hülle 18 stellt eine Verbindung mit dem Streifen 11' (ebenso mit der Bodenelektrodenfläche der unteren Zelle im Stapel B, wie bei 20 angedeutet) her, wodurch das Ende 13' des Stromleitungsbandes 13 in elektrischen Kontakt mit dem benachbarten negativen Pol des Zellenstapels B gebracht wird. In gleicher Weise ist das andere Ende des Verbinders 10 am oberen Pol des Zellenstapels A ausgebildet.

Es ist ersichtlich, daß das gezeigte Ausführungsbeispiel erhebliche Vorteile aufweist. Der Verbinder kann schnell und einfach aus Halbfabrikaten zusammengesetzt werden, wodurch er sich insbesondere für die Massenherstellung eignet. Das Stromleitungsband, welches aus einem beliebigen Metall oder einem Streifen aus stromleitendem Werkstoff bestehen kann, ist mittels der versetzt vorgesehenen Aussparung in seiner Lage festgelegt und wird in dieser durch den aus plastischem Werkstoff bestehenden Wickel gehalten, der nicht nur eine Isolierumhüllung darstellt, sondern auch das stromleitende Band gegen unerwünschte Längsbewegung sichert. Der Verbinder kann beliebig lang oder kurz sowie beliebig breit oder schmal ausgebildet sein, wie dies für Batterien mit veränderlichem Zellendurchmesser und für die Verwendung in Batterien am günstigsten ist, die jeweils aus Zellenstapeln mit mehr oder weniger Zellen bestehen können.

Nach der Vorfertigung des Verbinders ist der Zusammenbau der Batterie ebenfalls so, daß er sich besonders für Massenherstellung eignet. Alle Bauteile des Verbinders sind nachgiebig ausgebildet, so daß das Stromleitungsband an beiden Enden in Kontakt mit den gewünschten Polen der Zellenstapel gebracht werden kann. Nachdem es so in stromleitende Verbindung gebracht worden ist, wird das Stromleitungsband mit den entsprechenden Enden des Isolierstreifens abgedeckt. Wenn der Zellenstapel einen mit einem Klebmittel versehenen plastischen Überzug erhalten hat, kann der überstehende Rand des Überzuges am Ende des Stapels umgefaltet und auf der Endfläche der obersten oder untersten Zelle mittels eines Klebstoffes zusammen mit dem Ende des Isolierstreifens befestigt werden. Dies sichert eine feste

as Lage des Stromleitungsbandes und dessen guten Kontakt mit den Polen benachbarter Zellenstapel.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Halterung des Verbinders im Zusammenbau der Batterie sehr dauerhaft und zuverlässig ist. Wenn mehrere Zellenstapel in der Außenhülle eingebaut worden sind, dient der Isolierstreifen gemäß der Erfindung dazu, die inneren einzelnen Stapelhüllen an der Berührungslinie zu schützen, wodurch ein Durchscheuern des Hüllenwerkstoffes durch die metallischen Elektroden verhindert wird. Weiterhin isoliert er die Zellen des einen Stapels von den Zellen des anderen Stapels selbst dann, wenn ein solches Durchscheuern stattgefunden haben sollte. Der Isolierstreifen sitzt zwischen den benachbarten Stapeln festgeklemmt, und er wird dadurch zuverlässig zwischen den Stapeln gehalten. Daher wird dann, wenn die Außenhülle der Batterie aus Metall besteht, die Gefahr, daß ein Kurzschluß durch einen Kontakt zwischen dem Stromleitungsband und dem Metallgehäuse entsteht, praktisch beseitigt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist dem Verbinder selbst bzw. seiner Verwendung eigentümlich. Dadurch nämlich, daß der plastische Isolierstreifen genügend breit gemacht wird, kann er dazu verwendet werden (insbesondere dann, wenn mehrere Zellenstapel in einer Reihe vorgesehen sind), dasjenige Pol ende des Stapels abzudecken, welches nicht als Batterieanschluß dienen soll. Der Verbinder erübrigt daher die üblichen Isolierscheiben, welche bislang an gewissen Stapelenden benötigt werden.

Statt einen Isolierstreifen 11 aus Polystyrol oder einem ähnlichen plastischen Werkstoff zu verwenden, kann er auch aus einem anderen dielektrischen Werkstoff bestehen. Polystyrol und die gleichwertigen plastischen Stoffe werden jedoch für Lalande-Zellen, welche alkalische Elektrolyten benutzen, vorgezogen. Aber selbst in Batterien, welche sich aus Lalande- oder auch aus Leclanche-Zellen zusammensetzen, ist es möglich, den Isolierstreifen 11 aus Isolierpapier oder dünnem Isolierkarton (Preßspan) herzustellen, welches bzw. welcher die gewünschten dielektrischen Eigenschaften hat sowie eine ausreichende Biegsamkeit und eine genügende Widerstandsfähigkeit gegenüber dem zur Anwendung kommenden Elektrolyten aufweist. Mit anderen Worten, es ist für die Erfindung nicht wesentlich, daß der Isolierstreifen 11 aus

plastischem Werkstoff besteht, obwohl er vorzuziehen ist, wenn es sich um Batterien handelt, die sich aus alkalischen Trockenzellen zusammensetzen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Verbinden von mindestens zwei nebeneinanderstehenden zylindrischen Stapeln flacher Zellen in Trockenbatterien, wobei jeder Stapel von einer dicht anliegenden, oben und unten offenen Isolierstoffhülse umgeben ist, benachbarte Stapel sich entlang einer senkrechten Linie berühren und sämtliche Stapel von einer gemeinsamen Außenhülle umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß je zwischen zwei benachbarten Stapeln (A und B) ein Z-förmiger Isolierstreifen (11) entlang einer Längslinie eingeklemmt ist, derat, daß seitlich Raum zum Aufnehmen eines Stromleitungsbandes (13) belassen wird, während seine beiden Enden waagerecht über den obersten Pol des einen Stapels (A) bzw. unter den untersten Pol des benachbarten Stapels (B) rechtwinklig abgebogen sind, daß auf dem Isolierstreifen zwischen dessen eingeklemmter Längslinie und einer dessen Längskanten das ebenfalls Z-förmige, vorzugsweise metallische Stromleitungsband (13) liegt, dessen obere Hälfte (13") auf der dem ersten Stapel (A) zugekehrten Seite des Isolierstoffstreifens und dessen untere Hälfte (13') auf der dem benachbarten Stapel (B) zugekehrten Seite des Isolierstoffstreifens aufliegt, daß dieses etwa in halber Höhe der Stapel durch eine Aussparung (12) des Isolierstreifens geführt ist und daß die waagerechten Enden des Stromleitungsbandes durch die jeweils darüberliegenden waagerechten Enden (H" und 11') des Isolierstreifens gegen die ihnen anliegenden Pole der beiden elektrisch miteinander zu verbindenden Stapel gedrückt sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstreifen (11) zusammen mit dem ihm aufliegenden Stromleitungsband (13) an der Stelle der Aussparung (12) quer zur Längsachse des Isolierstreifens mit einem Klebstreifen (14), der breiter als die Aussparung ist, umwickelt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstreifen (11) und gegebenenfalls der Klebstreifen (14) aus einem biegsamen, dielektrischen, plastischen Stoff, vorzugsweise Polystyrol, Chlorkautschuk, Polyvinylidenchlorid oder regenerierter Cellulose, bestehen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 347 907.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 580/132 7.