DE2147694A1

DE2147694A1 - Zu einer blockeinheit verschweisste zellengefaesse fuer akkumulatoren

Info

Publication number: DE2147694A1
Application number: DE2147694A
Authority: DE
Inventors: Gert Niemann; Bodo Ziegler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1971-09-24
Filing date: 1971-09-24
Publication date: 1973-03-29
Also published as: FR2153474A1; GB1407834A; FR2153474B3; IT967725B

Description

E. 538
21.9.1971 Zr/Kf

Anlage zur

anmeldung

ROBEET BOSC H GMBH., Stuttgart (Deutschland)

Zu einer Blockeinheit verschweißte Zellengefäße für Akkumulatoren

Die Erfindung bezieht sich auf zu einer Blockeinheit verschweißte Zellengefäße oder Doppelζeilengefäße für Akkumulatoren, die aus thermoplastischem Kunststoff bestehen und sich an ihren Außenwänden berühren.

Die Gefäße mehrzelliger Akkumulatoren haben entweder aus einem einheitlichen Gußstück bestehende sogenannte Blockkasten oder statt dessen eine Anzahl von einzelnen miteinander kombinierten

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Zellengefäßen. Während man die Blockkasten vorzugsweise für Akkumulatoren-Batterien verwendet, die in großen Serien wirtschaftlich herstellbar und deren Blockkasten dabei spritzgießtechnisch beherrschbar sind, weisen aus einzelnen Zellengefäßen zusammengesetzte Batteriegefäße den Vorteil auf, daß sie zu jeder gev/ünschten Batteriegröße hinsichtlich Spannung und Kapazität kombiniert werden können und daß ein Spritzgießen von einzelnen Zellengefäßen heute weitgehend problemlos ist. Bei aus einzelnen Zellengefäßen zusammengesetzten Blockeinheiten ist es oft aufgrund von im Betrieb auftretenden Beanspruchungen notwendig, daß ihre Verbindungen entsprechenden Erschütterungen . und besonders hohen mechanischen Belastungen standzuhalten vermögen. Es sind hierzu bereits die verschiedensten Möglichkeiten vorgeschlagen worden, z.B. Verbinden der Zellengefäße durch einfaches Schweißen oder Verkleben der aneinanderliegenden Außenflächen der Zellengefäße, mittels Rahmen oder Klammern z\im mechanischen Zusammenhalten der Zellengefäße und durch Festlegen der Zellengefäße mittels Vergußmasse in größeren Behältern.

Der Erfindung'liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung für einzelne Zellengefäße oder Doppelζeilengefäße zu entwickeln, die einfach, schnell und in einer Fließfertigung wirtschaftlich ausführbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß sich zwischen den benachbarten Außenwänden der zu verbindenden Zellengefäße mindestens ein geschlossener Kanal befindet, der mit einer unter Druck in den Kanal eingespritzten thermoplastischen Kunststoff-Spritzschweißmasse ausgefüllt ist; dabei hat jeder zwischen den Zellengefäßen gebildete Kanal vorzugsweise nur eine Einspritz- und eine Entlüftungsöffnung. Für Zellengefäße mit größeren Außenwänden ist es vorteilhaft, wenn mehr als ein Kanal für Jede Verbindung vorgesehen sind.

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Derartige Kanäle können sowohl als zueinander passende Kanal-Hälften in den benachbarten, zu verbindenden Außenwänden der Zellengefäße vorliegen, sie können aber auch als Nut.in einer Außenwand eines ersten Zeilengefäßes und einer diese Nut verschließenden Zunge auf der Außenwand des betroffenen zweiten, benachbarten Zellengefäßes gebildet werden.

Kanal e gemäß der Erfindung ergeben insbesondere dann eine feste VerbindTjng, wenn sie im Bereich der Begrenzungskanten von den betroffenen Außenwänden verlaufen; für eine Befestigung von größeren Außenwänden ist es dienlich, wenn der Kanal zusätzlich auch den mittleren Bereich der betroffenen Außenwände durchzieht,

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben und näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine aus drei Doppelzellengefäßen zusammengesetzte, in verkleinertem Maßstab gezeichnete Blockeinheit nach Linie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Blockeinheit nach Linie H-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen zwischen. Außenwänden verlaufenden, in vergrößertem Maßstab gezeichneten Kanal nach Linie HI-IIl in Fig. 1,

Fig. 4- einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform eines K a iiiil s,

Fig. 5 einen Querschnitt durch dem Verbindungsbereich zweier Außenwände nach Linie V-V in Fig. 1,

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Fig.'6 einen Querschnitt durch den Verbindungsbereich zweier Außenwände mit einfacherer Kanalführung und

Fig. 7 <üe Anordnung der Werkzeugbacken und der Einspritzdüse bei Anwendung des Verfahrens.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Akkumulatorenkasten-Blockeinhei t 10, die aus drei Doppelzellengefäßen 11, 12, I3 hergestellt ist; derartige Blockeinheiten 10 finden vorzugsweise bei Akkumulatoren-Batterien für LKV/ Anwendung. Das Doppelzellengefäß 11 hat vier Außenwände 111, 112, 115 und 114, eine Zwischenwand 115 und mehrere aus dem Boden ID6 ragende Prismen 14-, auf denen die nicht dargestellten Plattenblöcke zu stehen kommen; die Doppelzellengefäße 12 und 13 haben entsprechende Außenwände 121, 122, 123 und 124· bzw. 131, 132, 133 und 134-, je eine Zwischenwand 125 bzw. 135 und je einen gemeinsamen Boden 126 bzw. I36. Das Doppelzellengefäß 11 ist mit seiner Außenwand 113 entsprechend der erfindungsgemäßen Verbindung an der Außenwand 121 des Doppel ζ el 3. engefäßes 12 befestigt. Die Außenwände 113 und 121 haben an ihrer Außenseite Nuten I5I und 152 (s. Fig. 3)» die gemeinsam einen Kanal bilden, der mit einer unter Druck eingespritzten thermoplastischen Kunststoff-Spritzschweißmasse I5 wie z.B. Polystyrol ausgefüllt ißt und etwa den in Fig. 6 gezeigten Verlauf im Bereich der Begrenzungsseiten 19 und 20 aufweist. Diese Spritzschweißmasse 15 wird mittels einer Spritzgießmaschine in eine Einspritzö'ffnung 16 des Kanals hineingespritzt; das Ende des Kanals dient als Entlüftungsöffnung 17. Zapfen 18a und Löcher 18b dienen zur Fixierung der Doppelzellengefäße 11 und 12 vor dem Spritzschweißen.

Die Verbindung zwischen den Doppelzellengefäßen 12 und I3 an deren Außenwänden 123 und I3I entspricht derjenigen zwischen den Doppelzellengefäßen 11 und 12.

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Anstelle der Nuten 151 und 152 kann - vie in Fig. 4· dargestellt ist - ein Kanal auch dadurch gebildet werden, daß in einer Außenwand 30 eine Nute 31 vorliegt, die durch eine Zunge 32 auf der zweiten betroffenen Außenwand 33 verschlossen wird. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß der eingespritzten thermoplastischen Spritzschweißmasse 34· ein Austritt aus dem Kanal erschwert wird; außerdem sind keine Fixiernasen und-löcher für die Außenwände erforderlich.

Bei schweren Batteriezellen ist es zudem dienlich, wenn anstelle des in Fig. 6 gezeigten Verlaufs der Spritzschweißmasse 15 auch - wie in Fig. 5 gezeigt wird - der mittlere Bereich der betroffenen Außenwände von einem Kanal mit Spritzschweißmasse 15 durchzogen wird. Es ist jedoch nicht erforderlich, daß die Verbindung allein von einem Kanal mit Spritzschweißmasse 15 gebildet wird, es sind stattdessen auch mehrere entsprechende Kanäle möglich.

In Figur 7 ist die prinzipielle Anordnung einer Spritzgieß-Düse

60 dargestellt, durch die eine Kunststoff-Spritzschweißschmelze

61 zwisehen zwei zu verbindende Zellengefäße 62 und 63 gespritzt wird, wobei die betroffenen Außenwände 64- und 65 durch Werkzeugbacken 66, 67 solange zusammengepreßt werden, bis die Schmelze 61 erstarrt ist; die Werkzeugbacken 66, 67 ragen bis in Bodennähe in die Zellengefäße 62 und 63 hinein.

Bei derartigen erfindungsgemäßen Verbindungen ist es möglich, d:i e verschiedenen Zellengefäße nacheinander zu verschweißen, bei größeren Serien ist es jedoch meistens wirtschaftlicher, wenn mehr aus zwei Zellengefäße gleichseitig miteinander spritzverschweißt werden.

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Claims

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Stuttgart 2I.9.197I

Ansprüche

Zu einer Blockeinheit verschweißte Zeilengefäße oder Doppelzellengefäße für Akkumulatoren, die aus thermoplastischem Kunststoff bestehen und sich an ihren Außenwänden berühren, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den benachbarten Außenwänden (113» 121) der zu verbindenden Zellengefäße (11, 12) mindestens ein geschlossener Kanal (151, 152) befindet, der mit einer unter Druck in den Kanal (151? 152) eingespritzten thermoplastischen. Kunststoff-Spritzschweißmasse (15) ausgefüllt ist.
2. Blockeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zwischen den Zellengefäßen (11, 12) gebildete Kanal (151, 152). eine Einspritzöffnung (16) und eine Entlüftungsöffnung (17) hat.
3. Blockeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder Kanal (151» 152) zwischen den zu verbindenden Zellengefäßen (11, 12) je etwa zu Hälfte in den betroffenen Außenwänden (113, 121) der Zellengefäße (11, 12) befindet.
4. Blockeinheit nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß

die Außenwände (113» 121) der zu verbindenden Zellengefäße (11, 12) Erhöhungen (18a) und Vertiefungen (18b) für das lagerichtige Anordnen der Zellengefäße (11, 12) vor dem Verschweißen aufweisen.. · . ' _v: ' 308813/0604 -.7" ^SAD original

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5. Blockeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (151, 152) zwischen den zu verbindenden Zeilengefäßen (3o, 33) von einer Nut (31) in der betroffenen Außenwand (30) eines ersten Zellengefäßes und von einer die Nut (31) verschließenden Zunge (32) auf der betroffenen Außenwand (33) des benachbarten Zellengefäßes gebildet wird.
6. Blockdinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanal (151? 152; 31? 32) im Bereich der Begrenzungskanten (19» 20) der betroffenen Außenwände (113, 121; 30. 33) verläuft*
7. Blockeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanal (151, 152; 31, 32) den mittleren Bereich der betroffenen Außenwände (II3, 121; 30, 33) durchläuft.
8. Verfahren zum Verschweißen von Zellengefäßen für Akkumulatoren zu einer Blockeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Außenwände (64, 65) von auf der Innenseite anliegenden Verkzeugbacken (66, 67) solange zusammengedrückt werden, bis schmelzflüssiger thermoplastischer Kunststoff (61) in den zwischen den .Außenwänden (64, 65) gebildeten Kanal eingespritzt und erstarrt ist.

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9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Zellengefäße (11, 12) gleichzeitig verschweißt werden.

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