DE2222961B2

DE2222961B2 - Verfahren zum hermetisch dichten Verbinden eines Batteriegehäuses aus Kunststoff mit einem Kunststoffdeckel

Info

Publication number: DE2222961B2
Application number: DE2222961A
Authority: DE
Inventors: Irving L Navarre
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-05-12
Filing date: 1972-05-10
Publication date: 1974-06-06
Also published as: FR2139447A5; DE2222961A1; IT957789B; CA1000021A; US3808073A; JPS5760748B1; DE2222961C3; GB1376216A

Description

schematischen Zeichnungen an Ausführungsbeispie- umgewendet und so auf die Abdeckung 26 aufge-

len näher erläutert. Es zeigt setzt, daß die Wände 14,16 und 30 in die zugehöri-

Fig, 1 in einem senkrechten Teilschnitt den obe- gen Aussparungen 32 eingreifen und sich die in

ren Bereich eines Batteriegebüuses mit einem im Ab- F i g. 5 gezeigte Anordnung ergibt. Das Gehäuse und

stand dargestellten zugehörigen Deckel, 5 die Abdeckung verbleiben so lange in dieser umge-

Fig. 2 den Batteriedeckel in perspektivischer Dar- wendeten Lage, bis der Klebstoff erstarrt und fest ge-

stellung, worden ist. Hierauf wird das Gehäuse 10 mit der mit

F i g. 3 das Batteriegehäuse und den daneben an- ihm mit abdichtender Wirkung verbundenen Abdek-

gf-ordneten Deckel vor dem Verbinden der beiden kung gemäß Fig.6 wieder in seine aufrechte SteJ-

Teile, ₁₀ lung gebracht und weiter abgekühlt.

F i g. 4 und 5 zwei Arbeitsschritte eines Verfahrens F i g. 7 zeigt einen flächigen Formkörper 42 aus

zum Zusammenbauen einer Batterie, einem festen thermoplastischen Klebstoff, der zur

Fig.6 in einer Seitenansicht eine vollständig zu- Verwendung bei dem erfmdungsgemäßen Verfahren

sammengebaute Batterie, geeignet ist Der Formkörper 42 hat eine solche

F i g. 7 im Grundriß eine aus einem festen Kleb- 15 Grundrißform, daß er in die Aussparungen paßt, an

stoff hergestellte Matte zur Verwendung beim Zu- denen die Abdeckung 26 und das Gehäuse 10 inein-

sammenbauen einer Batterie, andergreifen; gemäß Fig. 7 gehören zu dem Fonn-

F i g. 8 und 9 schematisch Verfahren zum Herstel- körper 42 seitliche Abschnitte 44, stirnseitige Ab-

len einer aus einem festen Klebstoff bestehenden schnitte 46 und Zwischenabschnitte 48, die so an-

Matte zur Verwendung beim Zusammenbauen von 20 geordnet sind, daß sie in die Aussparungen 32 der

Batterien, Abdeckung 26 passen. Die Dicke des Formkörpers

Fig. 10 das Prüfen einer zusammengebauien Bat- 42 ist so gewählt, daß genau die richtige. Menge des

terie. Klebstoffs zur Verfügung steht, um eine fluddichte

Gemäß F i g. 1 gehören zu dem insgesamt mit 10 Abdichtung zwischen dem Gehäuse und der Abdekbezeichneten Batteriegehäuse Seitenwände 12, Stirn- 25 kung zu gewährleisten, und um gleichzeitig sicherzuwände 14, von denen nur eine dargestellt ist, ein ste'len, daß kein überschüssiger Klebstoff vorhanden ebenfalls nicht gezeigter Boden und mehrere innere ist, der anderenfalls überlaufen und längs der Wände Wände 16. Das vorzugsweise einstückig, z.B. aus 12, 14 und 16 herabfließen und das Aussehen der Polypropylen hergestellte Gehäuse 10 enthält die üb- fertigen Batterie beeinträchtigen könnte,
liehen Batterieelemente 17. Die inneren Wände 16 30 Der flächige Formkörper 4?. läßt sich nach einem des Gehäuses verlaufen parallel zu den Stirnwänden beliebigen, von mehreren anwendbaren Verfahren 12 und sind durch Abstände getrennt, so daß sie herstellen. Beispielsweise zeigt F i g. 8 eine Vorrichmehiere Zellen 18 abgrenzen, von denen jede eine tung 50, die es ermöglicht, eine bestimmte Menge Elektrodenbaugruppe 20 enthält. Die Elektroden- eines festen thermoplastischen Klebstoffs zu erhitzen, baugruppen in den Zellen 18 sind paarweise durch 35 bis er erweicht ist und eine solche Konsistenz ange-Verbindungsstücke 22 verbunden, die sich gemäß nommen hat, daß er durch eine Matrize 52 fließt, um F i g. 1 jeweils über die betreffende innere Wand 16 einen Klebstoffstrang 54 zu bilden, dessen Querhinweg erstrecken. Die Elektrodenbaugruppen in den schnitt dem Querschnitt des flächigen Formkörpers an den ^nden des Gehäuses angeordneten Zellen 18 42 entspricht. Eine Schneidvorrichtung 56 dient sind jeweils mit einem Anschlußstück 24 versehen, 40 dazu, die einzelnen Formkörper 42 von dem Strang das dazu bestimmt ist, nach oben durch die Batterie- 54 abzuschneiden. Alternativ kann man gemäß abdeckung durchzuragen, damit die Batterie an eine F i g. 9 eine Form 58 zum Gießen von Formkörpern Last angeschlossen werden kann. 42 benutzen. Zu den bevorzugten Verfahren zum

Die Abdeckung 26 ist so geformt, daß sie so über Herstellen der Formkörper 42 gehört das Spritzver-

das Gehäuse 10 paßt, daß die Stirnwände 28 der Ab- 45 fahren.

deckung über die oberen Teile 30 der Stirnwände 12 Auf dem Gebiet der Zusammensetzung und Hergreifen. Dis oberen Teile 30 der inneren Wände 16 stellung fester thermoplastischer Klebstoffe ist die g^reifen in Aussparungen 32 auf der Unterseite der Entwicklung so weit fortgeschritten, daß für den erAbdeckung 26 ein. Die Abdeckung weist Öffnungen findungsgeniäßen Zweck zahlreiche Klebstoffe der 34 auf, über die die verschiedenen Zellen 18 zugang- 50 verschieden-vien Zusammensetzung zur Verfügung lieh sind. Diese öffnungen können z.B. mit Hilfe stehen; die Hauptforderung, welche die in Frage von Schraubkappen verschlossen werden. kommenden Klebstoffe zu erfüllen haben, besteht

Bei einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ver- darin, daß sie fest an den Werkstoffen haften, aus dcfahren zum Zusammenbauen des Batteriegehäuses 10 nen das Batteriegehäuse und die Abdeckung herge- und der Abdeckung 26 unter Erzielung einer flud- 55 stellt sind. Ein weiteres Erfordernis besteht darin, dichten Abdichtung wird die Abdeckung gemäß daß die Temperatur, bei der der betreffende Kleb-Fig.3 auf einer Palette 36 angeordnet, und die er- stoff schr-ilzt, nicht so hoch ist, daß bei dem Erreiforderliche Menge des festen Klebstoffs wird dort an- chen dieser Temperatur das Gehäuse und/oder die geordnet, wo die Abdeckung mit dem Gehäuse 10 Abdeckung geschädigt wird. Beispielsweise könnte zusammenstößt, d. h. in den Aussparungen 32. Hier- 60 man einen Klebstoff verwenden, bei dem Äthylenviauf werden das Gehäuse 10, die Abdeckung 26 und nylacetat-Mischpolymerisate, vorzugsweise Pfropfder Klebstoff erhitzt, z. B. gemäß F i g. 4 durch Hin- mischpolymerisate aus Äthylen und einem Vinylacedurchführen dieser Teile mittels eines Förderbandes tathomopolymerisat, mit einem Glyzerinester eines 38 durch einen Ofen 40. In dem Ofen werden die hydrierten Baumharzes kombiniert sind. Bei der VerAbdeckung 26, au Gehäuse 10 und der feste Kleb- 65 wendung dieses Klebstoffs wird es bevorzugt, den stoff auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, um Formkörper 42 in dem Ofen 40 auf eine Temperatur den festen Klebilnff zum Schmelzen zu bringen. zwischen etwa 77 und 132° C und vorzugsweise eine Nachdem dies geschehen ist, wird das Gehäuse 10 Temperatur von etwa 105° C, die Abdeckung 26 auf

eine Temperatur zwischen etwa 82 und 138° C und vorzugsweise auf etwa HO⁰C, die Elektrodenverbindungsstücke 22 auf eine Temperatur zwischen etwa 77 und 132° C und vorzugsweise auf etwa 105° C und die Wände 14, 16 und 30 des Gehäuses 10 auf eine Temperatur zwischen etwa 82 und 138° C und vorzugsweise auf etwa 105° C zu erhitzen. Zu diesem Zweck kann man z. B. die Temperatür des Ofens 40 so regeln, daß sie im Bereich von etwa 93 bis 149° C und vorzugsweise bei etwa 121° C liegt; hierbei wird die Laufgeschwindigkeit des Förderbandes 38 so geregelt, daß das Gehäuse 10 und die Abdeckung 26 den Ofen 40 innerhalb einer Zeitspanne von 12 bis 16 und vorzugsweise von 14 min durchlaufen. Nachdem die gewünschte Temperatur erreicht und das Gehäuse 10 umgewendet und mit der Abdeckung 26 vereinigt worden ist, beläßt man das Gehäuse 3 bis 9 Minuten und Vorzugsweise 6 Minuten lang in seiner umgekehrten Lage, damit der Klebstoff abbinden kann. Hierbei trägt das Gewicht des Gehäuses 10 mit den darin enthaltenen Batterieelementen dazu bei, daß die Erzielung einer einwandfreien Abdichtung gewährleistet wird. Nachdem der Klebstoff hart geworden und die Batterie wieder in ihre aufrechte Stellung gebracht worden ist, wird sie vorzugsweise 10 bis 35 min und Vorzugsweise 25 min lang abgekühlt; diese Abkühlzeit kann durch Besprühen des mit der Abdeckung vereinigten Gehäuses mit einem Luft- und Wasserstrom abgekürzt werden. Sobald sich die Abdeckung und das Gehäuse auf eine Temperatur zwischen etwa 26 und 43° C und vorzugsweise auf etwa 35° C abgekühlt haben, kann man die Dichtheit der Verbindung in der aus Fig. 11 ersichtlichen Weise dadurch prüfen, daß man Druckluft von einer Druckluftquelle 80 aus über ein Ventil und einen Druckmesser 82 in jede der Zellen 18 einleitet und die Zellen einem Uberdruck von etwa 0,07 bis 0.35 kg/cm² und vorzugsweise von etwa 0,14 kg/cm² aussetzt.

Sollte sich zeigen, daß eine fertige Batterie fehlerhaft ist, kann man sie wieder zerlegen, indem man zuerst Wärme zuführt, um den Klebstoff zu schmelzen und die durch ihn hergestellten Verbindungen zu lösen. Zu diesem Zweck kann man die Batterie z. B. während einer Zeitspanne von bis zu 5 min und vorzugsweise von 3 min in dem Ofen 40 anordnen. Nach

ao dem Erwärmen kann man die Abdeckung 26 von dem Gehäuse 10 abheben, um eine Beseitigung des Fehlers zu ermöglichen, woraufhin die Batterie erneut mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung verschlossen werden kann; auf diese Weise ist es

as möglich, zu vermeiden, daß die Gehäuse und Abdekkungen fehlerhafter Batterien als Ausschuß behandelt werden müssen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

dungsflgchen zwischen Gehäuse und Deckel ist auch Patenunsprüche: bereits das Zwischenfügen einer Folie aus Kunststoff

zwischen diesen Flächen vorgesehen.

J, Verfahren zum hermetisch dichten Verbin- Beim Einbringen des Klebers in Form von Pulver den eines Batteriegehguses aus Kunststoff, insbe- 5 oder Schnurstücken in die Aussparungen ist es jesondere Polypropylen, nut einem Kunststoffdek- doch nachteilig, daß eine exakte Dosierung der Klebkel, der Aussparungen zur Aufnahme vorspnn- stoffmenge und ihrer gleichmäßigen Verteilung nicht gender Gehäuseteüe aufweist, bei dem ein ther- mit der -wünschenswerten Sicherheit gewährleistet ist. moplasttischer Kleber in fester Form in die Aus- Eine genaue Bemessung der Klebstoffmenge ist jesparungen eingebracht und auf Erweichungstem- xo doch wichtig, weil bei zu kleiner Menge eine ordperatur erhitzt wird, das Gehäuse und der Deckel nungsgemäße hermetische Abdichtung nicht erreicht zusammengesetzt werden und der Kleber unter wird und weil bei zu großer Klebstoffmenge der er-Erstarren abgekühlt wird, wobei der erstarrte weichte Kleber aus den Aussparungen überläuft. Ein Kleber zum beschädigungsfreien Lösen des Dek- Überlaufen nach außen bedeutet eine Verschmutkels vom Gehäuse erneut durch Wärmeeinwir- 15 zuiig des Batteriegehäuses, während ein Überlaufen kung erweichbar ist, dadurch gekenn- des Klebers zur Innenseite zu Störungen und zu einer zeichnet, daß der thermoplastische Kleber verkürzten Lebensdauer der Batterieelemente führen vor seinem Einbringen zu einem dem Ausspa- kann.

rungsverlauf entsprechenden flächigen Formkör·· Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zur/runde,

per mit genau vorbestimmter Stärke geformt 20 das bekannte Verfahren so zu verbessern, daß gewird, der in die Aussparungen eingelegt wird. währleistet ist, daß der Kleber in der richtigen Menge

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- und in gleichmäßiger Verteilung eingebracht wird,
kennzeichnet, daß das Gehäuse auf den mit nach Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren erunten weisender Oberseite angeordneten Deckel findungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der aufgesetzt wird und Gehäuse und Deckel bis zur 25 thermoplastische Kleber vor seinem Einbringen zu Erstarrung des Klebstoffes in dieser Anordnung einem dem Aussparungsverlauf entsprechenden fläverbleiben. chigen Formkörper mit genau vorbestimmter Stärke

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch geformt wird, der in die Aussparungen eingelegt gekennzeichnet, daß der thermoplastische Kleber wird.

vor seinem Einbringen aus einer Düse mit dem 30 Auf diese Weise wird die erforderliche Kleber-Aussparungsverla.f entsprechendem Querschnitt menge durch Einhaltung einer bestimmten Stärke des extrudiert wird und vom extrudierten Strang flä- Formkörpers erzielt. Der feste Formkörper läßt sich chige Formkörper in der erforderlichen Stärke nicht nur leicht einbringen, es ist auch eine gleichmäabgesclinitten werden. ßige Verteilung in den Aussparungsabschnitten ge-

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 35 währleistet, so daß nicht nur insgesamt, sondern auch bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als thermo- an den einzelnen Verbindungsstellen jeweils die richplastischer Klebstoff eine Kombination aus Äthy- tige Klebermenge vorhanden ist. Das gilt insbesonlenvinylacetat-Mischpolymerisaten und einem dere auch bei einem komplizierten Aussparangsver-Glyzerinester eines hydrierten Baumharzes ver- lauf, wie er sich beispielsweise bein,. Vorhandensein wendet wird. 40 mehrerer aufragender Gehäusezwischenwände zur

Bildung einzelner Batteriezellen ergibt.

Das Verfahren läßt sich zweckmäßigerweise so

durchführen, daß das Gehäuse auf den mit nach unten weisender Oberseite angeordneten Deckel aufge-45 setzt wird und Gehäuse und Deckel bis zur Erstar-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum herme- rung des Klebstoffes in dieser Anordnung verbleiben, tisch dichten Verbinden eines Batteriegehäuses aus Tn diesem Falle ist sichergestellt, daß der erweichte Kunststoff, insbesondere Polypropylen, mit einem Kleber nicht aus den Deckelaussparungen ausläuft, Kunststoffdeckel, der Aussparungen zur Aufnahme was selbst bei richtiger Dosierung noch infolge vorspringender Gehäuseteüe aufweist, bei dem ein 50 Schwerkraftwirkung möglich wäre,
thermoplastischer Kleber in fester Form in die Aus- Besonders vorteilhaft ist eine Verfahrensweise, bei sparungen eingebracht und auf Erweichungstempera- welcher der thermoplastische Kleber vor seinem Eintur erhitzt wird, das Gehäuse und der Deckel zusam- bringen aus einer Düse mit dem Aussparungsverlauf mengesetzt werden und der Kleber unter Erstarren entsprechendem Querschnitt extrudiert wird und abgekühlt wird, wobei der erstarrte Kleber zum be- 55 vom extrudierten Strang flächige Formkörper in der schädigungsfreien Lösen des Deckels vom Gehäuse erforderlichen Stärke abgeschnitten werden. So laserneut durch Wärmeeinwirkung erweichbar ist. sen sich die flachen Formkörper ohne großen Auf-

Ein solches Verfahren ist bereits bekannt (franzö- wand herstellen, wobei es gegebenenfalls auch auf

sische Patentschrift 1 308 071). Die Verwendung einfache Weise möglich ist, die Stärke der Formkor-

eines beim Einbringen festen Klebers ist von Vorteil, 60 per zu ändern oder gar durch Verwendung einer an-

weil Verunreinigungen durch nicht ordnungsgemäßes deren Extrudierdüse Formkörper für einen anderen

Einbringen des Klebers, zu frühes Erhärten des KIe- Aussparungsverlauf herzustellen,

bers bei Arbeitsunterbrechungen und aus dem glei- Ferner hat es sich als zweckmäßig herausgestellt,

chen Grunde auftretende Störungen bei der Zufuhr als thermoplastischen Klebstoff eine Kombination

des Klebers vermieden werden. Der feste Kleber wird 65 aus Äthylenvinylacetat-Mischpolymerisaten und

in Pulverform oder als Schnur in die betreffenden einem Glycerinester eines hydrierten Baumharzes zu

Aussparungen eingelegt. Bei der Verwendung von verwenden,

flach aufeinanderliegenden flanschförmigen Verbin- Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von