DE1796120A1

DE1796120A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Zwischenzellenverbindungen in einer elektrischen Speicherbatterie

Info

Publication number: DE1796120A1
Application number: DE19681796120
Authority: DE
Inventors: Barnes Stanley Charles; Harris John Derek; Owen Kenneth Stanley
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1967-09-08
Filing date: 1968-09-04
Publication date: 1972-04-13
Also published as: MY7300156A; ES358206A1; SE336856B; GB1222207A; JPS4540380B1; FR1582687A; US3515597A; DE1796120B2

Description

Joseph Lucas (Industries) Ltd. ~- Great King Street,

Bir ;.··? ngham / England 30. August 1968

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Zwischenzellenverbindungen in einer elektrischen Speicherbatterie.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Zwischenzellenverbindungen in einer elektrischen Speicherbatterie.

Es ist bekannt, Platten (d.h. Stapel von Batterieplatten und Distanzhaltern) in Zellen einer elektrischen Speicherbatterie miteinander zu verbinden. Für diesen Zweck werden die Platten Jeder Gruppe mittels einer Brücke miteinander verbunden, die einen aus einem Stück bestehenden Streif a besitzt, der sich von einem Ende der Brücke parallel zu der Trennwand erstreckt, in der eine Öffnung vorgesehen ist. Die beiden Streifen werden dann innerhalb der Wand miteinander verbunden und für diesen Zweck erstreckt sich einer der Streifen durch die Öffnung in der Trennwand und steht in Berührung mit dem anderen Streifen oder es werden beide Streifen mit aus einem Stück versehenen VorSprüngen versehen, die sich innerhalb der Öffnung berühren. Die dritte Möglichkeit besteht darin, daß ein getrenntes Metallstück in die Öffnung eingesetzt wird.

In den Fällen, in denen ein Streifen mit einem Vorsprung versehen ist, der aus einem Streifen besteht, tritt eine Schwierigkeit beim Einsetzen der Plattengruppe in die Zelle auf, da der Vorsprung an die Trennwand anstößt und auf diese Weise beim Einsetzen hinderlich ist. In gleicher Weise hindert das Metallstück, das in die Öffnung in der Wand eingesetzt wird, das Einsetzen der Plattengruppe.

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Die vorliegende Erfindung setzt sich zur Aufgabe, diese Schwierigkeit zu beseitigen. ·

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung von Zwischenzellenverbindungen durch eine Öffnung in einer Trennwand einer elektrischen Speicher·« batterie vorgeschlagen, wobei Plattengruppen, die mit Brücken versehen sind, deren Streifen sich parallel zu Trennwänden erstrecken, in die entsprechende Zelle eingesetzt werden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens einer der Streifen von zwei gegenüberliegenden Brücken einen Vorsprung besitzt, der sich vom Streifen aus in einer Richtung fort von der Trennwand erstreckt und mit Elektroden eine Druckkraft derart anlegbar ist, daß der Vorsprung in den Streifen und in die Öffnung der Trennwand hineinbewegt wird und in Berührung mit einem Teil eines gegenüberliegenden Vorsprungs gelangt sowie eine Verbindung mittels Widerstandsschweißung herstellbar ist, so daß die Öffnung in der Trennwand abgedichtet und jeder Vorsprung fest mit seinem entsprechenden Streifen verbunden wird.

Der technische Fortschritt dieser Erfindung besteht darin, daß die Vorsprünge sich von dem Streifen aus in einer Richtung erstrecken, die fort von der entsprechenden Trennwand gerichtet ist. Hierdurch ist ein schnelles und bequemes Einsetzen der Plattengruppen möglich. Obwohl die , VorsprUnge sich nach der anderen Seite, hin erstrecken, können sie unter Druck derart bewegt werden, daß sie in die Öffnung in der Zwischenwand und in Berührung mit dem entsprechenden Vorsprung der gegenüberliegenden Brücke gedrückt werden. Hierauf wird der SchweißVorgang durchgeführt, wobei sichergestellt wird, daß sowohl eine gute Verbindung zwischen den beiden Brücken der Zellengruppen erzielt wird, als auch die Öffnung in der Zwischenwand gut abgedichtet wird.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden, in denen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Zellengruppe einer elektrischen Speicherbatterie zeigt,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Batteriekastens darstellt, in dem nur eine Plattengruppe eingesetzt ist,

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Teiles zeigt, wobei ™ eine Verfahrensstufe gezeigt ist, bevor eine Zwischenzellenverbindung begonnen wird.

Fig. 4 eine Teilansicht der Streifen 16 zeigt, bevor der Strom durchgeleitet wird,

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Streifens 16 angibt,

Fig. 6 einen Schnitt durch den Batteriedeckel zeigt und

Fig. 7 u. 8 einen Querschnitt und eine perspektivische ^ Ansicht einer Schweißelektrode angeben.

In den Zeichnungen ist ein Batteriekasten 11 gezeigt, der aus Gummi oder einem thermoplastischen Material, beispielsweise Polypropylen ausgeformt 1st. Der Batteriekasten enthält Trennwände 12, die den Kasten in sechs Zellen unterteilen. In jeder der sechs Zellen wird ein vorgeformter Stapel 15 von Batterieplatten und Distanzhaltern eingesetzt. Die oberen Teile der Batterieplatten und der Di-

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stanzhalter sind mittels eines perforierten Spritzschutzes 14 abgedeckt. Die Platten der einzelnen Stapel sind parallel geschaltet und zwei Sätze von Platten in jedem der vier Stapel, die in den mittleren Zellen angeordnet sind, sind entsprechend mit leitenden Brücken 15 miteinander verbunden. Die Brücken 15 sind mit aus einem Stück bestehenden Streifen 16 versehen, die sich im wesentlichen parallel zu den Trennwänden 12 nach oben erstrecken. Die Streifen 16 sind mit Vorsprüngen 31 ausgebildet, die insbesondere in Fig. 5 in einem größeren Maßstab dargestellt sind. Es kann festgestellt werden, daß die Vorsprünge Jl sich nach rückwärts aus den Streifen 16 hinaus erstrecken, d.h. hinsichtlich der betreffenden Trennwand erstrecken sie sich in einer Richtung, die fort von der Trennwand gerichtet ist. Die Vorsprünge sind mit den Streifen 16 über einen engen Halsteil 32 verbunden, der eine Bruchstelle bildet.

Die Stapel, die in den Endzellen der Batterie eingesetzt werden, besitzen einen Satz von Platten^ die an einer Brücke 15 angeschlossen sind, jedoch der andere Satz der Platten ist entsprechend über eine Brücke verbunden, die mit einem Klemmenbolzen 17 versehen ist.

Die Trennwände 12 besitzen öffnungen, die derart ausgebildet sind, daß wenn die Stapel mit den Platten eingesetzt sind, sich jeder Vorsprung 31 entgegengesetzt zu einer Öffnung befindet. Da die Vorsprünge 31 sich nach rückwärts erstrecken, bilden sie keine Behinderung beim Einsetzen der Stapel in die Zellen. Wenn alle Stapel sich in Stellung befinden, wird ein Werkzeug 18 benutzt, das zwei Schweißelektroden 21, 22 besitzt, die in die beiden Vorsprünge 31 eingreifen, die miteinander verbunden werden sollen. Zunächst wird nur ein Druck auf die Vorsprünge 31 ausgeübt, so daß sie gegeneinander bewegt werden, bis

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sie miteinander innerhalb der öffnung in der Trennwand in Berührung gelangen, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Während dieses Teils des Arbeitsvorganges wird jeder Vorsprung 31 in und durch die öffnung in dem Streifen 16 gedrückt und es kann festgestellt werden, daß jeder Vorsprung einen etwas größeren Querschnitt als die öffnung in dem Streifen 16 besitzt, so daß die Vorsprünge mit Dichtsitz innerhalb der öffnung in dem Streifen eingepreßt werden.

Wenn sich die Vorsprünge nun in Berührung miteinander befinden, wird ein Schweißstrom durehgeleitet, der bewirkt, ^j daß die Vorsprünge miteinander verschweißt werden und außerdem fest mit den entsprechenden Streifen 16 verbunden werden. Darüber hinaus dichtet der Schweißvorgang die öffnung in der Trennwand gut ab. Obwohl es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, können die Streifen vorzugsweise mit aufrechtstehenden Ringen versehen werden, die die Vorsprünge umgeben. Diese Ringe pressen sich in die Tre \uwand ein und dienen dazu, eine Bewegung jedes Stapels in einer Richtung parallel zur Trennwand zu verhindern. In einem typischen Ausführungsbeispiel wird bei einer Stromversorgung von 50 Hz eine Kraft von 900 kg für die Dauer von 15 Perioden ausgeübt, wonach diese Kraft aufrechterhalten wird und ein Strom von 20000 Amp, für die Dauer ™ von 40 Perloden durehgeleitet wird, wonach der Stromfluß unterbrochen wird, jedoch der obengenannte Druck für die Dauer von weiteren 90 Perioden aufrechterhalten bleibt.

Wenn auf diese Weise alle Zwischenzellenverbindungen hergestellt worden sind, wird der Deckel, der in Pig, 6 gezeigt ist, auf dem Batteriekasten befestigt. Der Deckel 23 ist ebenso aus Polypropylen ausgeformt und besitzt eine Ümfangskante, die mit dem Oberteil des Batteriekastens in Eingriff gebracht wird. Außerdem sind Rippen 24 vorgesehen, die in die Oberteile der Trennwände 12 eingreifen.

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Der Deckel 2J> 1st mit sechs Füllöffnungen (nicht dargestellt) versehen, die sich, wenn der Deckel auf dem Kasten aufgesetzt ist, oberhalb der sechs Zellen befinden. Ferner besitzt der Deckel zwei aus einem JjfcUck hergestellte Hohlzapfen 25, in denen die Klemmenbolzen 17 aufgenommen werden. Die Schweißung bzw. Befestigung des Deckels wird durch Überbrückung des Kastens und des Deckels mit einer erwärmten Platte ausgeführt, wobei der Deckel auf dem Kasten aufgedrückt wird.

Obwohl es besonders günstig 1st, wenn die SehweiB§lektrt>~ den zuerst sum Eindrücken der Vorsprtlnge verwendet %rer<len und dann der Strom durch die Elektroden durehgefleifc&fc wird, kann festgestellt werden, daB auch" getrennt©,...Werkzeuge für diese beiden Arbeitsvorgang^ ialis es^riTor^er-, lieh ist, verwendet werden können. , -r -

Die Flg. 7 und β zeigen eine geeignete Form einer Schweißelektrode mit der die Schwellung, nachdem die Vorsprün$e miteinander in Eingriff gebracht worden sind, vorteilhaft ausgeführt wird.

Die Elektroden bestehen aus einem Körper 6l, der in einer Oberfläche einen Schlitz besitzt, in 44m eine starke Blattfeder 62 mittels Sohrauben 6> befeetlgt ist, Dae freie Ende der Blattfeder 62 wird nach unfceii in Berührung mit dem Gehäuse 6l durch ihre eigene Federtcraft gedrückt und enthält eine einstellbare Schraube 64« die einen abgestuft ten, zylindrischen Einsatz 66 In Eingriff mit dem abgestuften Teil 65a einer Bohrung drückt, die Im Othäuse 6\ ausgebildet 1st. Die Bohrung 65 ist so'ausgebildet, wie es mit 65b_ gezeigt ist, daß darin der Streifen 16 aufgenommen wird und die Anordnung ist derart, dad während des Schweißens die Blattfeder 62 zuerst ausgebogen wird und dann einen gesteuerten Druck auf den Streifen l6 über die Schraub» 64 aostibt. Oer DrocJc auf tie« flfcrelfen 16

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durch Änderung der Einstellung der Schraube 64 eingestellt werden. In einem typischen Ausführungsbeispiel, bei,dem die Elektrode, die in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, benutzt wird, wird eine Stromquelle mit 50 Hz verwendet. Es wird eine Kraft zwischen 350 und 700 kg für 20 Perioden auf die Vorsprünge 31 ausgeübt. Die Erhöhung der Kraft von 350 auf 700 kg wird durch die Rückfederung der Blattfeder 62 bewirkt. Hierauf wird ein Strom von 65OO Amp. i'ür die Dauer von 60 Perloden durchgeleitet, wonach der strom unterbrochen wird, jedoch der Druck für v;ei--ort ) .Sekunden aufrechterhalten bleibt.

1. n<~ /.c'.inderung dieser Ausführung können die Vor-•i · 1 auch getrennt gegenüber dem Streifen l6 herge-■-;"' .·. ^: Die Streifen l6 sind dann mit Öffnungen versehen, 'α die Vorsprünge 31 mit Preßsitz eingesetzt erden, j., ^e Änderung ergibt indessen keinen Unterschied ■em oben beschriebenen Verfahren.

Fin ähnliches Verfahren wie dasjenige, das oben beschrie-1 .νπ .-,-iiVie, kann auch verwendet werden um eine Verbindung 'Ur-¹U :.:i>.³ and des Batteriekastens herzustellen, beispii s-.pj; ■ um eine 8-Volt-Anzapfung bei einer 12-Volt-BaI Tit · orzusehen.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von Zwischenzellenverbindungen innerhalb einer öffnung in einer Trennwand einer elektrischen Speicherbatterie, wobei Plattengruppen, die mit Brücken versehen sind, deren Streifen sich parallel zu den Trennwänden erstrecken, in die entsprechenden Zellen eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Streifen (16) von zwei gegenüberliegenden Brücken (15) einen Vorsprung (31) besitzt, der sich vom Streifen (l6) aus in einer Richtung fort von der Trennwand (12) erstreckt und mit Elektroden (21, 22) eine Druckkraft derart anlegbar ist, daß der Vorsprung (31) in den Streifen (16) und in die öffnung der Trennwand (12) hineinbewegt wird und in Berührung mit einem Teil eines gegenüberliegenden Vorsprungs (51) gelangt sowie eine Verbindung mittels Widerstandsschweißung herstellbar ist, so daß die öffnung in der Trennwand (12) abgedichtet und jeder Vorsprung (51) fest mit seinem entsprechenden Streifen (16) verbunden wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Streifen (16) einen Vorsprung (51) besitzt und die Druckkraft an beide Vorsprünge (31) derart anlegbar ist, daß diese Vorsprünge (Jl) gleichzeitig bewegt werden und innerhalb der öffnung in der Zwischenwand (12) zusammentreffen.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkraft auf jeden Vorsprung (31) mittels der Schweißelektrode anlegbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Schweißelektroden (21, 22) ein federndes Teil (62) besitzt, das derart deformierbar ist, daß es, wenn

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es erstmalig die Druckkraft auf die Vorsprünge (31) ausgeübt hat, bei der Rückkehr in die ursprüngliche Stellung eine progressive Kraft auf die Vorsprünge ausübt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vorsprung (Jl) einen Querschnitt besitzt, der größer als der Querschnitt der öffnung im Streifen ist, die er nach dem Schweißvorgang einnimmt, so daß ein dichtender Sitz zwischen dem Streifen (16) und dessen Vorsprung (51) sichergestellt wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vorsprung (31) ursprünglich aus einem Stück mit dem Streifen (16) besteht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vorsprung (31) ursprünglich getrennt vom Streifen (l6) hergestellt, jedoch dichtend in einer öffnung im Streifen (l6) eingesetzt ist.

8. Verfahren zum Herstellen von Zwischenzellenverbindungen innerhalb einer öffnung in einer Trennwand einer elektrischen Speicherbatterie, dadurch gekennzeichnet, daß Plattengruppen (13) mit Distanzhaltern in entsprechende Zellen eingesetzt werden, Anlegen einer Druckkraft, daß der Vorsprung (31) in den Streifen (16) und in die.öffnung der Trennwand (12) hineinbewegt wird und in Berührung mit dem gegenüberliegenden Vorsprung (31) gelangt, Herstellen einer Verbindung mittels Widerstandsschweißen^, so daß die öffnung in der Trennwand (12) abgedichtet und jeder Vorsprung (31) mit seinem Streifen (l6) fest verbunden wird.

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