DE1596158A1 - Elektrische Akkumulatoren-Batterie - Google Patents

Elektrische Akkumulatoren-Batterie

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DE1596158A1 DE1966L0053394 DEL0053394A DE1596158A1 DE 1596158 A1 DE1596158 A1 DE 1596158A1 DE 1966L0053394 DE1966L0053394 DE 1966L0053394 DE L0053394 A DEL0053394 A DE L0053394A DE 1596158 A1 DE1596158 A1 DE 1596158A1
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Description

Joseph Lucas (Industries) Ltd. 18. April 1966 Great King Street,
Birmingham / England
Elektrische Akkumulatoren-Batterie
Die Erfindung betrifft eine elektrische Akkumulatoren-Batterie.
Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine elektrische Akkumulatoren-Batterie zu schaffen, bei der die Verbindungen zwischen den Zellen durch die Trennwände hierdurch hergestellt sind, die mit dem Kunststoffkasten aus einem Stück bestehen und die mittels eines Kunststoffdeckels geschlossen wird, der in den oberen Teil des Batteriekastens und der Trennwände eingreift und dann festgeschweißt wird.
Ein zweiter Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Akkumulatoren-Batterie zu schaffen, das aus folgenden Verfahrensschritten besteht:
Formung eines Batteriekastens aus einer thermoplastischen Masse mit Trennwänden, die Abteilungen innerhalb des Batteriekastens bilden,
Einsetzen von Paketen von Batterieplatten und Distanzhaltern in die Abteilungen,
Herstellen von Verbindungen zwischen den Platten der Batteriezellen durch die Trennwände,
Formung eines thermoplastischen Deckels, der am Umfang Kanten und Rippen besitzt, die in den oberen Teil des
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Kastens und in die oberen Teile der Trennwände des Kastens eingreifen,
Befestigung des Deckels auf dem Kasten mittels Schweis sen.
In den beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Batterie und des Verfahrens zu ihrer Herstellung gezeigt.
Es zeigen:
Fig. 1 Ein Paket von Batterieplatten und Distanzhaltern,
Fig. 2 eine Ansicht der Batterie, in der nur ein Paket Platten eingesetzt ist,
Fig. 3 eine Teilansicht der Batterie im Schnitt, bei der die Herstellung der Verbindungen zwischen den Zellen dargestellt ist,
Fig. 4 eine Teilansicht des Batteriedeckels im Schnitt,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht teilweise im Schnitt, die eine Vorrichtung zeigt, die verwendet wird, um den Batteriekasten mit dem Deckel zu verschweißen,
Fig. 6 eine schematische Ansicht der Arbeitsvorgänge mit der Vorrichtung nach Fig. 5*
Fig. 7 eine Einzelheit der Verbindung zwischen den Platten von zwei Zellen,
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Pig. 8 eine abgeänderte Verbindung zwischen den Platten von zwei Zellen.
In den Fig. 1 · bis J5 ist ein Batteriekasten 11 gezeigt, der aus Polypropylen oder einer anderen geeigneten thermoplastischen Masse hergestellt ist. Der Batteriekasten 11 besitzt Trennwände 12, die den Kasten in sechs Abteilungen unterteilen. In jede Abteilung wird ein vorgeformtes Paket 1> aus Batterieplatten und Distanzhaltern eingesetzt, wobei die Oberteile der Platten und der Distanzhalter durch einen perforierten Spritzschutz 14 geschützt sind. Die Platten in den einzelnen Paketen sind miteinander parallel geschaltet und zv/ei Sätze von Platten in jedem von vier Paketen, die in die mittleren Abteilungen des Kastens 11 eingesetzt werden, sind entsprechend an leitende Verbindungslaschen 15, 16 angeschlossen, die jnit Ansätzen ausgebildet sind, die sich im wesentlichen parallel zu den Trennwänden 12 erstrecken. Die Ansätze der Laschen 16 sind mit nach außen sich erstreckenden Zapfen 16a (Fig. 3 und 7) ausgebildet. Die Pakete, die in die Endabteilungen eingesetzt werden, besitzen jedes einen Satz von Platten, die an eine Lasche I5 oder 16 angeschlossen sind, während die anderen Sätze von Platten entsprechend an den Klemmenbolzen I7 der Batterie angeschlossen sind.
Die Trennwände 12 besitzen eingestanzte öffnungen und die Anordnung ist derart, daß wenn die Pakete in den Kasten 11 eingesetzt sind, sich jeder Zapfen 16a durch eine der öffnungen erstreckt und in eine Lasche I5 eines Paketes in der anliegenden Zelle eingreift. Die Wände sind genügend flexibel, daß sie die Einführung der Pakete in die Abteilungen gestatten, bevor die Zapfen 1oa in die entsprechenden Öffnungen eingeführt sind.
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Es kann festgestellt werden, daß die Laschen 15* 16 mit ringförmigen vorstehenden Teilen 10 versehen sind, die je eine öffnung in der Wand 12 umgeben. Wenn die Pakete 13 in den Kasten 11 eingesetzt sind, werden die erforderlichen Verbindungen zwischen den Zellen mittels eines Werkzeuges 18 ausgeführt. Das Werkzeug 18 (eine Schweißzange) und deren Benutzung ist in Fig. 3 dargestellt. Dieses Werkzeug enthält ein Paar Elektroden 21, 22, die an den entsprechenden Laschen 15, 16 angreifen und wie folgt betätigt werden.
Zuerst wird zwischen den Elektroden Druck aufgebracht, um die Teile 10 an die Zellenwand anzupressen und sicherzustellen, daß der Zapfen 16a fest gegen die Lasche 15 angedrückt wird. Während dieser Zeit, in der der Druck aufgebracht wird, fließt Blei um und dichtet die öffnung in der Trennwand ab. Hierbei verbessern die Teile 10 die Abdichtung und sichern zusätzlich, daß die Laschen 15, 16 fest an der Wand 12 anliegen und keine relative Bewegung zwischen Lasche und Wand stattfindet. Nach diesem kurzen Stromstoß wird der Druck für eine kurze Zeit aufrechterhalten, so daß sich das Blei wieder verfestigt und eine Abdichtung sichergestellt wird.
Die Werte für den Strom und den Druck und die Zeit, in der der Strom fließt, müssen sorgfältig ausgewählt werden, um die günstigsten Resultate zu erzielen.
In einem AusfUhrungsbeispiel wurde eine öffnung in der Wand mit einem Durchmesser 11,25 mni ausgestanzt und der Hauptdurchmesser des Zapfens 16a betrug 9,5 mm. Es wurde ein Druck von 680 kg zwischen den Laschen 15, 16 ausgeübt und ein Strom von 10,9 Amp. mit einer Periodenzahl von 50 H wurde exakt für drei Perioden zugeführt.
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In Pig. 8 ist eine abgeänderte Form der Verbindung gegenüber Fig. 7 gezeigt, wobei ein getrennter Zapfen 19 verwendet wird. Der Zapfen besitzt abgerundete Enden, die in entsprechenden Oberflächen 15b, I6b der Laschen 15, 16 eingreifen. Der Zapfen 19 wird lose in die öffnung eingesetzt, jedoch, falls es erwünscht ist, kann ein Prägevorgang, vor dem SchweißVorgang, der oben beschrieben wurde, ausgeführt werden, so daß eine noch bessere Abdichtung der öffnung gewährleistet ist.
Wenn die Verbindungen zwischen den Zellen hergestellt worden sind, ist eine Montage des Batteriekasten beendet.
Der Deckel 2j5, der in Fig. 4 gezeigt ist, ist aus Polypropylen oder einer anderen geeigneten thermoplastischen Masse gepreßt und besitzt eine Uinfangskante, die so ausgebildet ist, daß sie mit dem oberen Teil des Kastens in Eingriff gebracht werden kann. Außerdem sind Rippen 24 vorgesehen, die in die Oberteile der Trennwände 12 eingreifen. Der Deckel ist mit sechs öffnungen (nicht gezeigt) versehen, die dazu dienen, wenn der Deckel sich in Stellung befindet, die sechs Abteilungen zu füllen. Der Deckel enthält ferner ein Paar aufrechtstehender Hohlbolzen 25, in die die Klemmenbolzen 17 entsprechend eingeführt werden.
Zum Verschweißen des Deckels 23 xtxä. mit dem Kasten 11 ist eine Vorrichtung vorgesehen, die in Fig. 5 dargestellt ist. Die Vorrichtung enthält einen Rahmen 26, in dessen oberem Teil gleitbar ein Paar Führungssäulen 27 geführt sind, die an einem oberen Gesenkteil 28 befestigt sind. Das Gesenkteil 28 ist mittels eines Druckkolbens 29 senkrecht bewegbar, der zwischen dem Rahmen 26 und dem Gesenkteil 28 befestigt ist. Darüberhinaus
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1st ein weiteres Paar von Führungssäulen (nicht gezeigt) gleitbar an dem unteren Teil des Rahmens angeordnet, die an einem unteren Gesenkteil 31 befestigt sind, der gegen das Gesenkteil 28 mittels eines zweiten Druckkolbens senkrecht bewegt werden kann. Zwischen den Gesenkteilen 31 und dem Rahmen 26 ist ein Teil eines Druckkolbens sichtbar, der mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnet ist.
An dem Rahmen sind außerdem ein Paar Gleitbahnen 33 vorgesehen, auf denen ein Erhitzer 34 seitlich verschiebbar zwischen einer Arbeitsstellung und einer Ruhestellung verschiebbar angeordnet ist. Es kann festgestellt werden, daß die Bahnen 33 so ausgebildet sind, daß sie die Bewegung des oberen Gesenkteiles 28 nicht behindern. Die Gesenkteile 28 und 3I sind mit Aussparungen versehen, die zur Aufnahme des Deckels 23 und des Kastens 11 entsprechend vorgesehen sind. Diese Aussparungen sind an Leitungen 35* 36 angeschlossen, mit denen Vakuum an die Aussparungen angelegt werden kann.
In Fig. 6 sind die Arbeitsvorgänge der Vorrichtung nach Fig. 5 dargestellt, die dazu dienen," den Kasten 11 und den Deckel 23 miteinander zu verschweißen. Die Arbeitsvorgänge sind folgende:
Der Kasten 11 wird auf das untere Gesenkteil 3I aufgesetzt, wobei die genaue Stellung des Kastens durch Führungsleisten 37 (Fig. 5) sichergestellt ist. Dann wird der Deckel 23 überschlägig auf den Kasten aufgesetzt und die Leitung 36 unter Vakuum gesetzt, um den Kasten in seiner Stellung festzuhalten. Der Erhitzer 34 wird in seine Ruhestellung verschoben. Die Teile befinden sich nun in der Stellung, die mit Fig. 6A bezeichnet ist.
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Wie es in Fig. 6B gezeigt ist, werden nun die Druckkölben 29, 32 betätigt, daß die Gesenkteile 28, 31 gegeneinander .bewegt werden und der Deckel 23 in die Aussparung des oberen Gesenkteiles 28 eintritt. Die Gestalt des Deckels 23 ist derart ausgebildet, daß, falls der Deckel nicht genau auf den Kasten 11 aufgesetzt wurde, er sich selbsttätig in dem oberen Gesenkteil 28 genau einstellt. Wenn sich die Teile in ihren Stellungen, die in Fig. 6B gezeigt sind, befinden, wird Vakuum mittels der Leitung 35 angelegt, um den Deckel in dieser Stellung im oberen Gesenkteil 28 fest zu halten.
Nun werden die Gesenkteile 28, 31 außenander geführt, der Erhitzer 34 wird in seine Arbeitsstellung bewegt, wie es in Fig. 6c gezeigt ist, dann werden die Gesenkteile 28, 31 wieder gegeneinander, wie es in Fig. 6D gezeigt ist, bewegt, so daß der Kasten und der Deckel in Berührung mit dem Erhitzer gebracht werden, der mit öffnungen versehen ist (nicht gezeigt), durch die sich die Säulen 17 erstrecken.
Die Teile werden in dieser Stellung, die in Fig. 6D dargestellt ist, für eine vorbestimmte Zeitdauer belassen, so daß das Polypropylen in einen weichen Zustand gebracht wird. Der Kasten 11 erfordert eine stärkere Erwärmung als der Deckel, infolge seines Querschnittes und wird dadurch erreicht, daß der Kolben mit einem größeren Druck als der Druckkolben 29 angepreßt wird. Nach einer entsprechenden Heizperiode werden die Teile 28, 31 wieder aueinander gefahren und der Erhitzer wird in seine Ruhestellung gebracht, wie es in Fig. 6E gezeigt ist. Der Kasten und der Deckel werden dann miteinander in Berührung gebracht, wie es
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in Pig. 6P gezeigt ist und der Druck, der von dem Druckkolben 28 ausgeübt wird, bewirkt, daß der Deckel mit dem Kasten 11 entlang der Umfangskante herum und zwischen den Rippen 24 und den Wänden 12 verschweißt wird. Zuletzt wird die Saugleitung 35 vom Vakuum abgetrennt und die Teile 28, 31 auseinander gefahren, so daß der Kasten und der Deckel auf dem Teil 31 verbleiben, wie es in Fig. ÖG gezeigt ist, Um die Montage der Batterie zu vervollständigen, werden die Klemmen durch Aufsetzen von Einsätzen um die Klemmenbolzen 17 herum für das Ausgießen mit Blei vorbereitet. Es wird eine Lehre um die Bolzen 17 herum aufgesetzt und Blei in die Lehre eingegossen. Nunmehr kann die Batterie mit Elektrolyt aufgefüllt und aufgeladen werden.
In einem abgeänderten Beispiel können getrennte Erhitzer für den Deckel und für den Kasten verwendet werden. In einer anderen Ausführung kann die Umfangskante des Kastens 11 mit einem sich nach oben erstrekkenden Ansatzflansch versehen sein, der mit der inneren Oberfläche des Kastens abschneidet und der Deckel 23 kann mit einem sich entsprechend nach unten erstreckenden Plansch versehen sein, wobei die beiden Plansche ineinander eingreifen, wenn der Kasten und der Deckel zusammengesetzt werden. Der Erhitzer ist dann so ausgebildet, daß der Kasten mit dem Deckel entlang der horizontalen Verbindungslinie zwischen dem oberen Teil der Plansche des Kastens und des Deckels verschweißt wird.
Patentansprüche:
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Claims (1)

Patentansprüche:
1. Elektrische Akkumulatoren-Batterie, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten zwischen den Zellen durch die Trennwände (12) verbindbar sind, daß die Trennwände (12) aus einem Stück mit dem Kunststoffkasten (11) hergestellt sind und der Batteriekasten (11) mittels eines Kunststoffdeckels (25) abschließbar ist, der in die oberen Teile des Kastenumfanges und der Trennwände eingreift und mit diesen verschweißbar ist.
2. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Akkumulatoren-Batterie, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus Kunststoff hergestellter Batteriekasten (11) mit Trennwänden (12) ausgeformt wird; Einsetzen von Paketen (15) von Batterieplatten und Distanzhaltern innerhalb der Abteilungen des Kastens (11); Herstellen der Verbindungen zwischen den Platten der Zellen durch die Trennwände hindurch; Ausformen eines Kunststoff deckeis (25)* der eine Umfangskante und Rippen (24) besitzt, die mit dem Kasten (11) und mit den oberen Teilen der Trennwände (12) in Eingriff gebracht werden und Befestigung des Deckels (25) auf dem Kasten (11) durch Schweißen.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verbindung zwischen den Zellen durch Anschluß der Batterieplatten in den beiden Zellen hergestellt wird, die a» ein Paar von Anschluß^aschen (15* 16) besitzen, die mit Ansätzen (15* 16) versehen sind, die sich parallel zu den Trennwänden (12) erstrecken, und daß ein elektrisch leitenden Zapfen (I6a_, I9) in eine öffnung in der Trennwand (12) eingesetzt wird, wonach der Zapfen (I6a) mit den beiden Ansätzen (15, 16) in Verbindung gebracht wird und eine Anordnung vorgesehen ist, mit der die öffnung abgedichtet wird. 109823/0 0 97
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4. Verfahren nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (15, 16) aus einem Stück mit einem ringförmigen vorstehenden Teil (10) versehen sind, das die Öffnung in der Trennwand (12) umgibt, wobei die Verbindung zwischen den Zellen zuerst durch Anlegung eines Druckes zwischen den Ansätzen (15* 16) erfolgt, so daß die vorstehenden Teile (10) an die Zellenwand angepreßt werden, wonach ein Stromstoß durch die Ansätze (15, 16) und den Zapfen (16a, I9) durchgeleitet wird, wonach der Druck noch für eine gewisse Zeit aufrecht erhalten wird, so daß der Zapfen und der Ansatz miteinander verschweißt werden und die Öffnung in der Trennwand abgedichtet wird, wonach der Druck noch für eine Zeit aufrecht erhalten wird, um die Abdichtung zu vervollständigen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurjich gekennzeichnet, daß das Material des Zapfens (I6a_, I9) die Öffnung ausfüllt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (16a) aus einem Stück mit einer der Laschen (16) ausgebildet ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (19) getrennt von der Lasche (I5, 16) ausgebildet ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis "J, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel an den Kasten angeschweißt wird, indem der Kasten (11) in Berührung mit einem Erhitzer (34) gebracht wird, der die Umfangskante des Kastens (11) und die oberen Teile der Trennwände (12) erwärmt, ferner indem der Deckel (23) in Kontakt mit einem Erhitzer (34) gebracht wird, der die Umfangskante und die Rippenteile des Kastens erweicht, die mit den fänden (12) und dem Kasten (11) in Eingriff stehen, wonach der Deckel (23) auf dem Kasten (11) aufgesetzt
wird. "1"" - -.
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- 11 -
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gleiche Erhitzer (34) zum Erweichen des Deckels (23) und gleichzeitig zum Erweichen des Kastens (11) verwendet wird, jedoch der Kasten stärker gegen den Erhitzer (34) angepreßt wird als der Deckel.
10. Vorrichtung zum Verschweißen eines Batteriekastens an einen Batteriedeckel nach dem Verfahren nach Anspruch 8 oder 9* dadurch gekennzeichnet, daß ein Rahmen (26) vorgesehen ist, ferner ein erstes und zweites Gesenkteil (28, 31)* das gegenüber dem Rahmen gegeneinander und voneinander bewegbar ist und das zur Aufnahme des Batteriekastens (11) und des Batteriedeckels (23) dient, daß ferner eine Einrichtung (35* 36) vorgesehen ist, die dazu dient, den Kasten (1Ί) und den Deckel (23) in der entsprechenden Stellung festzuhalten, weiterhin eine Einrichtung (29, 32) zum Bewegen der Gesenkteile (28, 31) zwischen einer Stellung, in der beide Teile (11, 23) getrennt sind und einer Stellung, in der der Deckel (23) genau auf den Kasten (11) aufgesetzt wird, ferner mit einem Erhitzer (3*0* der in dem Rahmen zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung, in der der Dekkel und der Kasten in Berührung mit dem Erhitzer (34) gebracht werden können, bewegbar ist.
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