DE2147713A1 - Batteriegehaeuse zur aufnahme von einer oder mehreren zellen - Google Patents
Batteriegehaeuse zur aufnahme von einer oder mehreren zellenInfo
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Description
2U7713
G 47 924
Firma ESB INCORPORATED, 5 Penn Center Plaza, PHILADELPHIA, Pennsylvania (USA)
Batteriegehäuse zur Aufnahme von einer oder mehreren Zellen
Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse zur Aufnahme von einer oder mehreren Zellen oder Batterieelementen
und insbesondere ein Batteriegehäuse mit Wänden, die wenigstens ein Abteil zur Aufnahme eines
Batterieelementes oder einer Zelle umschließen, wobei von wenigstens einer der Wände als Halter und insbesondere
Abstandhalter für die eingesetzten Zellen dienende, vorzugsweise etwa senkrecht von oben nach
unten verlaufende Stege vorstehen. Vorzugsweise betrifft die Erfindung ein Batteriegehäuse für mehrzellige
Batterien, wie sie beispielsweise in Automobilen verwendet werden.
Bekannte Batteriegehäuse sind etwa kastenartig ausgebildet und enthalten Zwischenwände, die einzelne
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Abteile zur Aufnahme je eines Batterieelementes oder einer Zelle bilden. In diese Abteile stehen von den
Seitenwänden derselben, d.h. von den Stirnwänden des Batteriegehäuses bzw. den Zwischenwänden starre,
vorzugsweise senkrecht verlaufende Rippen vor, welche als in einem Winkel von 90° zu den Wänden verlaufende
starre Stege ausgebildet sind und dazu dienen, ein Vibrieren der in die einzelnen Abteile eingehängten
Batterieelemente oder Zellen zu dämpfen oder ganz zu verhindern. Dabei benötigt man für die Verwendung von
Zellen unterschiedlicher Dicke verschiedene Gehäuse, die sich lediglich darin unterscheiden, wieweit die
starren Rippen oder Stege in die einzelnen Abteile vorstehen. Auf diese Weise benötigt der Hersteller
der Batteriegehäuse eine große Vielzahl von Formen für die Herstellung zahlreicher unterschiedlicher Batteriegehäuse, um eine breite Palette von Gehäusen anbieten
zu können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diesen Nachteil zu überwinden und ein Batteriegehäuse zu schaffen,
das ohne Schwierigkeiten Batterieelementen oder Zellen unterschiedlicher Breite angepaßt werden kann, wodurch
die Anzahl unterschiedlicher Batteriegehäusegrößen und somit die Anzahl unterschiedlicher Formen
für die Herstellung der Batterien verringert werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Batteriegehäuse der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß
die Stege als aus einem Stück mit der betreffenden Wand bestehende federnde Elemente ausgebildet sind und
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in einem von 90° abweichenden Winkel zu dieser Wand verlaufen. Dadurch ist es möglich, daß ein einziges
Batteriegehäuse Batterieelemente oder Zellen unterschiedlicher Dicke aufnehmen kann, so daß der Hersteller
der Batteriegehäuse die von ihm anzubietende Anzahl unterschiedlicher Batteriegehäusegrößen und
dementsprechend auch die Anzahl der zur Herstellung der Batteriegehäuse erforderlichen Formen reduzieren
kann, jedoch nach wie vor in der Lage ist, Batteriegehäuse so anzubieten, daß in dieselben Batterieelemente
oder Zellen einer Größenordnung eingehängt werden können. Die erfindungsgemäß federnd ausgebildeten
Stege oder Rippen werden beim Einhängen der Batterieelemente oder Zellen nach innen in Richtung auf die
Wand, an der sie angeformt sind, gebogen, wobei das Ausmaß der Abbiegung mit zunehmender Dicke der eingehängten
Zellen größer wird, wodurch die Vibrationsdämpfung bei Priiiärzellen mit verhältnismäßig großer
Dicke größer als bei Zellen mit geringerer Dicke ist.
Die in einem von 90° abweichenden Winkel von den betreffenden
Wänden vorstehenden Stege oder Rippen können auch keilförmig oder konisch ausgebildet sein,
wobei die Dicke dieser Rippen von ihrem Ansatzpunkt an der betreffenden Wand zum äußeren Ende abnimmt.
Vorzugsweise sind die auf einander gegenüberliegenden Seiten einer Trennwand im Batteriegehäuse angebrachten
Stege oder Rippen an denselben Stellen angebracht und erstrecken sich \uch in derselben Richtung, ähnlich
wie die Querlenker eyries Automobils oder ähnlich wie
Pfeile. Die Richtung der an einer Trennwand angebrachten
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einer Batterie dadurch zu ändern, daß man die Anzahl der in den einzelnen Zellen vorgesehenen Elektroden
ändert, ermöglicht es die Anordnung der flexiblen, federartigen Stege 22 dem Batteriehersteller, Batterien
mit unterschiedlichen Kapazitäten mit einer einzigen Type eines erfindungsgemäßen Batteriegehäuses zu bauen.
Da der auf die Zellen 24 ausgeübte Druck mit der Zunahme der Abbiegung der feäerartigen Stege 22 steigt, besitzen
Batterien mit dicken Zellen und dementsprechend mit einer hohen Kapazität eine größere Vibrationsdämpfung als Batterien mit dünneren Zellen oder Batterieelementen,
Die Stege 22 sind vorzugsweise konisch ausgebildet, wobei ihre Dicke nahe der Stelle, an der dieselben in
die entsprechenden Wände des Behälters übergehen, größer als an den freien Enden ist. Daher nehmen die
Biegemomente und dementsprechend die Belastungen zu, je näher man zum Fuß der Stege auf dieselben drückt.
Die Biegemomente und Belastungen, die von einem einzigen Steg ausgehen ., können sich als Biegung oder Verformung
der Wand niederschlagen, von der der betreffende Steg ausgeht. Wenn die Biegung dieser Wand zu groß wird,
können Schwierigkeiten derart auftreten, daß die betreffenden Wände des Batteriegehäuses nicht mehr mit
den nicht verformten Wänden der Gegenstücke des Batteriegehäuses, nämlich des Deckels, in Flucht oder ÜbeieLnstimmung
komnen. Um diese Schwierigkeit unabhängig vom Ausmaß der Verformung oder Verbiegung der Stege zu
überwinden, ist es vorzuziehen, daß die Stege paarweise
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von (fen gegenüberliegenden Seiten der Trennwände, d.h. an denselben Stellen der Trennwände angebracht
sind und so von diesen Trennwänden vorstehen, daß diese beiden Rippen oder Stege 22 zur selben Seitenwand
12 des Batteriegehäuses 10 weisen. Auf diese Weise sind die von diesen Rippen auf die gemeinsame
Trennwand 16 übertragenen Biegemomente oder Kräfte in der Größe etwa gleich und in der Richtung entgegengesetzt,
so daß sie sich praktisch gegeneinander aufheben. Daraus ist erkennbar, daß die pfeilartige
oder ähnlich wie bei einem Querlenker eines Automobils gewählte Anordnung der Stege 22 besonders zweckmäßig
ist.
Aus einer genauen Betrachtung von Fig. 1 ist zu erkennen,
daß insgesamt zehn Stege 22 in jedes Abteil 18 des Batteriegehäuses 10 hineinragen, wobei fünf dieser
Stege zu einer Seitenwand 12 und die anderen fünf Stege zu einer anderen Seitenwand 12 des Batteriegehäuses
weisen. Bis zu einem gewissen Grade wirkt ein gebogener,umgelegter federartiger Steg als Keil, der
eine Bewegung der eingesetzten Zelle in der Richtung, in welcher der Steg abgebogen ist, ermöglicht, hingegen
einer Solchen Bewegung in der entgegengesetzten Richtung entgegensteht. Wenn man mehrere derartiger Stege hat,
kann diese Keilwirkung verstärkt und die Neigung der Zelle, sich im betreffenden Abteil zu drehen, verringert
werden, während die eine Bewegung der Zelle in Richtung einer Seitenwand verhindernde Keilwirkung
gleich der in der entgegengesetzten Richtung wirkenden
eine
Keilwirkung gemacht werden kann, indem man/gleiche Anzahl von Stegen in Richtung jeder der beiden Seitenwände
weisen läßt.
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Die erfindungsgemäßen Stege verlaufen von den Stirnwänden und Trennwänden des Batteriegehäuses in einem
von 90° abweichenden Winkel, um das Einsetzen der Zellen in die einzelnen Abteile zu erleichtern.
Fig. 3 zeigt, daß die Stege nicht unbedingt ebene Oberflächen aufweisen müssen. Vielmehr können dieselben
auch gebogen verlaufen, obwohl diese Form wegen der Schwierigkeit der Herstellung der Formen für die Batteriegehäuse
weniger zweckmäßig erscheint.
Fig. 4 zeigt, daß ein Batteriegehäuse in jedem zur Aufnahme von Zellen bestimmten Abteil Stege enthalten
kann, die in gleicher Anzahl jeweils zu einer der beiden Seitenwände des Gehäuse weisen, daß es jedoch
nicht notwendig ist, daß alle an einer Stirnwand oder Trennwand angebrachten Stege zur selben Seitenwand
weisen müssen.
Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform eines Batteriegehäuses, bei der die Stege nicht wie die Querlenker
eines Automobils bzw. nicht pfeilförmig an den Trennwänden angeformt sind. Wenn die durch das Einsetzen
der Zellen bewirkte Biegung der Stege nicht übermäßig groß wird, kann diese Ausführung befriedigend sein.
Es ist zu erkennen, daß in jedem Abteil des Batteriegehäuses aus Fig. 5 Stege in einer durch zwei keilbaren
Anzahl vorhanden sind, wobei eine Hälfte dieser Stege zu einer Seitenwand und die andere Hälfte zur
gegenüberliegenden Seitenwand des Batteriegehäuses gerichtet ist. Fig. 5 zeigt jedoch, daß es nicht notwendig
ist, daß sich in jedem Abteil des Batteriegehäuses gleichviel Stege befinden. Vielmehr zeigt Fig.5,
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daß sich auf einer Seite einer Trennwand 16 insgesamt drei Stege 22 befinden, während von der gegenüberliegenden
Außenseite dieser Trennwand nur zwei Stege vorstehen. Bei dieser Konstruktion kann es wünschenswert
sein, die auf den einander gegenüberliegenden Seiten der einzelnen Trennwände befindlichen Stege
unterschiedlich dick auszubilden und auch in unterschiedlichen Winkeln anzustellen.
Aus Fig. 6 ist zu erkennen, daß die Erfindung auch für Gehäuse einzelliger Batterien anwendbar ist.
Fig. 7 zeigt ein Batteriegehäuse bekannter Ausführungsform. Dieses Batteriegehäuse enthält an seinen Trennwänden
Stege, die senkrecht zu den Trennwänden verlaufen und mehr oder weniger starr sind, d.h. nicht
abgebogen werden können. Umntt derartigen Batteriegehäusen
Batterien mit Zellen unterschiedlicher Dicke herstellen zu können, selbst wenn die Größe und Dicke
der Elektroden und Trennelemente der Zellen und die Abstände zwischen den Elektroden und den Trennelementen
gleich sind und nur die Gesamtanzahl der Elektroden und Trennelemente unterschiedlich ist, ist es notwendig,
eine Vielzahl von Batteriegehäusen zur Verfügung zu haben, die sich nur dadurch unterscheiden, wieweit die
starren, senkrecht zu den Trennwänden verlaufenden Stege von diesen Wänden vorstehen oder man muß zwischen
diese Stege und die eingesetzten Zellen gegebenenfalls Keile oder sonstige zwischenzulegende Elemente anbringen.
Es können viele Feststellungen bei Batteriegehäusen mit erfindungsgemäß ausgebildeten federnden Stegen gemacht
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werden. Erstens beginnen die Stege vorzugsweise an oder nahe der Oberseite der Gehäusewände und erstrecken
sich nach unten bis nahe zum Boden des Gehäuses. Wenn sich die Rippen bis zum Boden des Batteriegehäuses
erstrecken und mit demselben verbunden sind, kann es wünschenswert sein, die Verbindung zwischen dem Boden
und den Rippen zu trennen, um ein Verbiegen oder Verwinden der Stege nahe dem Gehäuseboden zu verhindern.
Dieses Trennen kann durch Abschneiden oder Abschmelzen der Rippen geschehen, wobei jedoch darauf zu achten
ist, daß weder das Batteriegehäuse noch die Trennwände desselben beschädigt werden.
Es kann auch wünschenswert sein, die Stege in Richtung zu den Wänden oder Oberflächen zu biegen, an denen sie
befestigt sind, bevor die Zellen der Batterie eingesetzt werden, was man dadurch erreicht, daß man gegen
die Stege an einer oder beiden Wänden jedes Abteiles des Batteriegehäuses mit einer oder zwei geeigneten
Platten diickt, welche man nach dem Einsetzen einer Zelle oder eines sonstigen Batterieelementes herauszieht.
Es kann außerdem zum Erleichtern des Einsetzens der Zellen oder Batterieelemente in die Abteile 18
des Batteriegehäuses 10 wünschenswert sein, tlie Stege unmittelbar vor dem Einsetzen der Zellen oder Batterieelemente
vorrübergehend zu erweichen, beispielsweise durch Wärmeeinwirkung.
Es verbleibt eine Anzahl von Faktoren variabel, die es dem Konstrukteur ermöglichen, die Erfindung an bestimmte
gewünschte Eigenschaften der jeweils entworfenen
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und zu bauenden Batteriegehäuse anzupassen. Hierzu gehört die Dicke der Stege im Vergleich mit der
Dicke der Wände, von denen dieselben vorstehen, der Winkel, den die Rippen zu ihrer Wand einschließen, das
AusmaS der Verjünung der Stege oder das Ausmaß, um welches die Dicke der verjüngten Stege über ihre
Länge abnimmt, die Anzahl der in jedem Abteil des Batteriegehäuses vorgesehenen Stege, wobei unter Umständen
nur ein federartiger Steg in jedem Abteil benötigt wird und beispielsweise an der gegenüberliegenden
Wan-d dieses Abteils bekannte, starre, senkrecht zur Wand verlaufende Stege oder Rippen angebracht sein
können, und das Material, aus dem das Batteriegehäuse geformt wird. Die Auswahl des verwendeten Materials
wird durch die Festigkeit und Elastizität desselben, die Möglichkeit, dieses Material in dünne Querschnitte
zu verformen, den Kosten des Materials und anderen Faktoren beeinflußt. Obwohl zur Zeit Polypropylen als
das günstigste Material erscheint, können auch andere, die gewünschten Eigenschaften bringenden Materialien
Anwendung finden.
Patentansprüche:
~ 7
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Claims (6)
- 2U7713Patentansprüche:Batteriegehäuse mit Wänden, die wenigstens ein Abteil zur Aufnahme eines Batterieelementes oder einer Zelle umschließen, wobei von wenigstens einer der Wände als Abstandhalter für die eingesetzten Zellen dienende Stege vorstehen, dadurch gek en nzeichnet, daß die Stege (22) als aus einem Stück mit der betreffenden Wand (14,16) bestehende federnde* Elemente ausgebildet sind und in einem von 90abweichenden Winkel zu dieser Wand verlaufen.
- 2.) Batteriegehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federartigen Stege (22) ähnlich wie Dichtungslippen ausgebildet sind und von beiden einander gegenüberliegenden Wänden (14,16) in jedes Abteil (18) des Batteriegehäuses (10) vorstehen.
- 3.) Batteriegehäuse nach Anspruch 1 oder 2 fürMehrzellen-Batterien mit das kastenartige Gehäuse unterteilenden Trennwänden, dadurch gekennzeichnet, daß die federartigen Stege (22) an den Stirnwänden (14) und an beiden Seiten der Trennwände (16) des Batteriegehäuses (10) angeordnet sind.
- 4.) Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die federartigen Stege (22) eine Dicke aufweisen, die sich von ihrem an der betreffenden Wand (14,16) liegenden Fußteil zum äußeren Ende verringert.-2-309813/05092H7713/Γ-a -
- 5.) Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Trennwände (16) befindlichen federartigen Stege (22) genau gegenüberliegend von diesen trennwänden ausgehen und in derselben Richtung , d.h. also in Draufsicht gesehen etwa pfeilförmig verlaufen.
- 6.) Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Abteil (18) des Batteriegehäuses (10) wenigstens einen federartigen Steg (22) enthält, der mit an der gegenüberliegenden Seitenwand dieses Abteils befindlichen weiteren Stegen, die starr oder federnd sein können, gemeinsam eine eingesetzte Zelle (24) oder ein sonstiges Batterieelement gedämpft im Abstand von den Seltenwänden dieses Abteils hält.309Ö13/060S
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