DE2619526A1

DE2619526A1 - Verfahren zum hermetisieren vorzugsweise zylinderfoermiger stromquellen mit alkalischem elektrolyt und vorrichtungen zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE2619526A1
Application number: DE19762619526
Authority: DE
Inventors: Faat Chatovitsch Nabiullin
Original assignee: GERCIK JEFIM MICHAJLOVITSCH; RABINOVITSCH VJATSCHESLAV ANATOLJEVITSCH; RODIONOV JURIJ TIMOFEJEVITSCH; SOLDATENKO VLADIMIR ANDREJEVITSCH
Current assignee: GERCIK JEFIM MICHAJLOVITSCH; RABINOVITSCH VJATSCHESLAV ANATOLJEVITSCH; RODIONOV JURIJ TIMOFEJEVITSCH; SOLDATENKO VLADIMIR ANDREJEVITSCH
Priority date: 1976-05-03
Filing date: 1976-05-03
Publication date: 1977-11-24
Also published as: BE841687A; DE2619526C3; ATA322476A; GB1517064A; FR2350698A1; CH608134A5; DE2619526B2; AT345916B; US4136443A

Description

VERFAHREN ZUM HERMETISIEREN VORZUGSWEISE ZYLINDERFÖRMIGER STROMQUELLEN MIT ALKALISCHEM ELEKTROLYT UND VORRICHTUNGEN ZUR DURCHFÜHRUNG DIESES VERFAHRENS

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtungen zum Herstellen von Stromquellen, insbesondere ein Verfahren zum Hermetisieren vorzugsweise zylinderförmiger Stromquellen durch mit einem EinwalzStempel erfolgendes Einspannen einer hermetisierenden Zwischenlage aus Elektroisolierstoff zwischen der Gehäusekante der Zelle und der auf einer zentralen Stütze aufliegenden Stirnfläche ihres Deckels. Weiters Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die derart gestaltet ist, daß sie einen Einwalzstempel, einen die Ebene der Stirnfläche des Zellendeckels senkrecht zur Achse der Zelle einstellenden und diesen an die zentrale Stütze andrückenden Niederhalter und ein Spurlager zur Aufnahme und Lagerung der Zelle beim Hermetisieren enthält.

Die Kompliziertheit des Vorganges des Hermetisierens von Stromquellen mit alkalischen Elektrolyt ist durch die Notwendigkeit bedingt, den Auslauf der Alkalilauge z.B. KOH, die eine hohe Fließbarkeit besitzt, aus dem einem

Metalldeckel verschlossenen Gehäusegefäß der Zelle, zwischen denen eine isolierende Zwischenlage installiert ist, zu vermeiden.

Bei der Nichtauslaufbarkeit von Alkali aus der Zelle muß jedoch die Möglichkeit eines Austrittes von sich durch die Korrosion von Zink in der Zelle entwickelndem Wasserstoff, gewährleistet werden.

Bei bekannten alkalischen Zink-Mangan-Elementen wird die Alkalilösung zur Herabsetzung ihrer Pließbarkeit z.B. durch Einführung von Kartoffelstärke, Mehl und sonstigen Verdickungsmitteln in die Lösung verdickt. Meistenteils wird jedoch ein Auslaufen von Alkali durch Undichtigkeiten an der Hermetisierungsstelle der Zelle wegen der qualitativ ungenügenden hermetischen Absichtung dadurch nicht beseitigt, und im Gegenteil, beim sehr dichtem Hermetisieren (Einwalzen) hört auch der Gasaustritt aus dem Gehäuse der Zelle auf, was jedoch eine Verformung derselben und der ganzen Zelle insgesamt herbeiführen kann.

Es ist z.B. ein Verfahren zum Hermetisieren von Stromquellen durch Einspannen einer hermetisierenden Isol-erzwischenlage zwischen dem Zellengehäuse und dem Deckel bekannt (s. z.B. das Buch von V.N. Damy und N.F. Rysukhin "Proizvodstvo galvanicheskikh elementov i batarei" aus dem Jahre 1970, S. 240 bis 246 und 296 bis 298).

Die Vorrichtung zur Verwirklichung des bekannten Hermetisierungs Verfahrens besteht aus einem Einwalζformstempel mit einem abgefederten Niederhalter zum senkrechten Einstellen des Deckels zur Gehäuseachse und zu Andrücken desselben an eine Stütze und aus einer Buchse zur Aufnahme des Zellengehäuses mit einem Spurlager, das das Profil des Gehäusebodens der Zelle aufweist.

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Um mit dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung zur Durchführung desselben den gleichen nötigen Einspanngrad der hermetisierenden Zwischenlage zu gewährleisten, ist eine hohe Herstellungsgenauigkeit der Bauelemente der zu hermetisierenden Stromquelle erforderlich, was unter den Bedingungen der Massenfertigung, bei der die Selbstkosten der Produktion minimal sein müssen, praktisch nicht zustandegebracht werden kann.

Infolgedessen wird bei der Herstellung der Stromquellen eine Güteprüfung der hermetischen Abdichtung einer jeden einzelnen Stromquelle nach den Ausgangsmaßen der Bauelemente im Vergleich mit den nach erfolgten Hermetisieren im Ergebnis ermittelten Ausmaßen vorgenommen.

Außerdem wird die vergrößerte Projektion der Konfiguration des eingewalzten Profils der Hermetisxerungsgruppe der Stromquelle am Projektor mit einer Prüfschablone überlagert und überprüft.

All dies verursacht beträchtliche Produktionsschwierigkeiten und gibt keine vollständige Qualitätsgarantie der hermetischen Abdichtung.

Zur hermetischen Abdichtung der Stromquellen mit Hilfe der bekannten Einrichtung muß auch der einzuwalzende ZeI-lengehäuseteil der Stromquelle zur Beseitigung der Folgen einer Kaltregckung, die bei der Herstellung des Zellengehäuses nach dem Verfahren durch Pressen im Gesenk entstehen, thermisch behandelt, d.h. geglüht werden.

Die Notwendigkeit, das Gehäuse der Stromquelle zu glühen, verursacht jedoch einen zusätzlichen Arbeitsaufwand.

Es ist Zweck der vorliegenden Erfindung, die obenerwähnten Nachteile zu beseitigen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Hermetisieren von Stromquellen sowie Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, die eine qualitätsgerechte und stabile hermetische Abdichtung der Stromquelle mit einer Stab- oder Rohrstütze des Dekkels unter den Bedingungen der Massenfertigung, eine Einsatzmöglichkeit der Bauelemente der Stromquelle mit beträchtlichen Maßtoleranzen ohne deren Einfluß auf die Güte der hermetischen Abdichtung, eine qualitätsgerechte hermetische Abdichtung der Stromquellen ohne thermischen Behandlung, d.h. ohne Glühen des Gehäuses, und eine zuverlässige Berührung der Stabbzw. Rohrstütze, die gleichzeitig als Stromabführung dient, mit dem Deckel der Stromquelle gewährleisten.

Dies wird dadurch erreicht, daß bei dem Verfahren zum Hermetisieren vorzugsweise zylinderförmiger Stromquellen mit alkalischem Elektrolyt, das durch Einspannen einer hermitisierenden Isolierzwischenlage zwischen dem Gehäuse der Zelle und deren Deckel verwirklicht wird, erfindungsgemäß die Ebene der Stirnfläche des Zellendeckels gegenüber dem Einwalzstempel in einem solchen Abstand eingestellt wird, bis zu welchem die Ebene des hermetisierenden Abschnitts des Stempels am Ende seines Arbeitshubes reicht, wozu man eine Lageänderung zumindest eines der Stützpunkte der zentralen Stütze entweder des Gehäusebodens der Zelle oder ihres Deckels vornimmt, indem diese längs der Zellenachse verschoben werden, bis die Ebene der Stirnfläche des Zellendeckels mit der des hermetisierenden Abschnitts des Einwalzstempels fluchtet und der Zellendeckel mittels der eingewalzten Kante des Zellengehäuses in dieser Lage fixiert wird.

Mit dieser Durchführung des Verfahrens wird ein stabiles Einspannen der hermetisierenden Zwischenlage gewährleistet,

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sowie eine Nichtauslaufbarkeit des Elektrolyts aus dem Zellengehäuse und ein Austritt von während der Aufbewahrung der Zelle als Ergebnis der Korrosion von Zink entstehendem Wasserstoff erreicht.

Dieses Verfahren kann mit einer Vorrichtung durchgeführt werden, die einen Einwalzformstempel, einen die Ebene der Stirnfläche des Zellendeckels senkrecht zur Zellenachse einstellenden und den Zellendeckel an die zentrale Stütze andrückenden Niederhalter und ein Spurlager zur Aufnahme der Lagerung der Zelle beim Hermetisieren enthält, bei der erfindungsgemäß das Spurlager in Form eines zylindrischen Sitzes ausgeführt und mit einem ringförmigen Vorsprung versehen ist, während der Einwalzstempel einen kegeligen Abschnitt mit einem spitzen Kegelwinkel von etwa 1O±5° aufweist und mit einem die Bewegung des Niederhalters ins Innere des Stempels begrenzenden Anschlag zusammen eint.

Bei dieser Ausführung der Vorrichtung wird eine selbsttätige Verschiebung (Durchbiegung) zumindest eines der Stützpunkte der zentralen Stütze - des Deckelbodens oder des Bodens und Deckels - um die erforderliche Größe gewährleistet. Dabei findet beim Fluchten der Ebene der Stirnfläche des Deckels mit dem hermetisierenden Stempeldurchmesser, ein vorgegebenes Einschnüren der hermetisierenden Zwischenlage zwischen dem Zellengehäuse und dem Deckel und ein Einwalzen der Gehäusekante, d.h. Lagefixierung des Deckels statt.

Gleichzeitig wird ein zuverlässiger federbelasteter Andruck und Kontakt zwischen der als Stromabführung dienenden Stütze und dem Deckel gewährleistet.

Zur Begrenzung der Größe der Durchbiegung des Zellenbodens und der Verschiebung des entgegengesetzten Stützpunktes

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um die erforderliche Göße kann das Spurlager mit einem in seiner Mitte befindlichen Anschlag versehen werden.

Zur hermetischen Abdichtung der Stromquellen mit rohrförmiger Stromabführung nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird zweckmäßigerweise ebenfalls eine Einrichtung verwendet, die einen Einwalζstempel, einen Niederhalter und ein Spurlager enthält, das das Profil des Stützteils der einzuwalzenden Zelle besitzt, und bei der erfindungsgemäß das Spurlager mit einer seine Verschiebung längs der Achse der Vorrichtung bis zum Anschlag des Zellendeckels der einzuwalzenden Zelle am festen Niederhalter bewirrenden Einrichtung ausgerüstet ist, während der Einwalzstempel einen kegeligen Abschnitt mit einem spitzen Kegelwinkel von etwa 10±5° aufweist und mit einem die Verschiebung des Stempels begrenzenden Anschlag zusammenwirkt.

Diese Ausführung der Vorrichtung gewährleistet auch ein Fluchten der Stirnfläche des Deckels mit dem hermetisierenden Stempeldurchmesser, ein vorgegebenes Einschnüren der hermetisierenden Zwischenlage zwischen dem Zellengehäuse und dem Zellendeckel und eine Fixierung des Zellendeckels mit der eingewalzten Gehäusekante in der Sollage gegenüber dem Zellengehäuse.

In diesem Fall wird zweckmäßigerweise die Vorrichtung zum Verschieben des Spurlagers in Form eines mit einer Feder- oder Druckluftantrieb zusammenwirkenden Keils ausgeführt.

Zur Gewährleistung einer qualitätsgerechten hermetischen Abdichtung der Stromquellen, deren Zellengehäuse nicht thermisch behandelt d.h. geglüht wurden, muß der Einwalzstempel koaxial angeordnete Außen- und Innenstempel enthaltend mehrteilig ausgeführt werden, wobei der Außenstempel mit zwei kegeligen Abschnitten versehen ist, von

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denen der an der Stirnseite des Stempels Mater dem Einlaufteil befindliche erste Abschnitt: eiises Kegelwinkel von etwa 10±5° und der im Anschluss daran angeordnete zweite einem Kegelwinkel von etwa 6O±5 trawl dieir InnensteiTtpel einem kegeligen Abschnitt mit einem spitzen Kegelwinkel von etwa 14O±1O° aufweist.

Zur Vereinfachung der Antriebsvorrichtung der Stempel werden sie vorzugsweise mit Hilfe eines nachgiebigen federnden Dämpfungspuffers untereinander verbumdlen.

Zum besseren Verständnis des Erfindungsgedankens wird nachstehend das Verfahren zum HermefcisiereEi. der Stromquellen bildenden Zellen und die Vorrichtungen! zor Verwirklichung dieses Verfahrens unter Hinweis axsf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zuel Hermetisieren der Stromquellen bildenden Zelle

Fig. 2 einen Schnitt durch die erfindirngsgemäße Verrichtung, zum Hermetisieren der Stromquellen bildeneEen. Seilengehäuse mit zentraler Stütze des Deckels«

Fig. 3 die gleiche Vorrichtung gemäß Fig. 2 mrfLfc einem in der Mitte des Spurlagers angeordneten Änscinlag.

Fig. 4 die mit einer Einrichtung zur Verschiebung des Spurlagers längs seiner Achse versehene erfinösingsgemäße Vorrichtung zum Hermetisieren der eine Stromquelle bildenden Zelle,

Fig. 5 eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Hermetisieren der eine Stromquellen/ bildenden Zelle bei der der Einwalz stempel mefateilig ausgeführt: ist in

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der Ausgangsstellung,

Fig. 6 die Vorrichtung gemäß Fig. 5 im Zeitpunkt der vorläufigen hermetischen Abdichtung der Zelle mit dem Außenstempel,

Fig. 7 die Vorrichtung gemäß Fig. 5 im Zeitpunkt der endgültigen hermetischen Abdichtung der Zelle,

Fig. 8 eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 5, bei der der Außen- und der Innenstempel mit Hilfe eines nachgiebigen Puffers untereinander verbunden sind.

Das Verfahren zum Hermetisieren der Stromquellen bildenden Zellen besteht in folgendem:

Der in eine hermetisierende Zwischenlage 2 mit Übermaß eingesetzte oder aus einem Stück mit letzterer gegossene Zellendeckel 1 (Fig. 1) einer eine Stromquelle bildenden Zelle wird in das Zellengehäuse 3 der Zelle eingesetzt und mit seinem zentralen Teil an eine Stromabführung 4 angedrückt. Der an die Stromabführung 4 angedrückte Zellendeckel 1 wird in einem vorgegebenen Abstand "a" von einem festen Anschlag 5 angeordnet, der den' Hub eines Einwalzstempels 6 begrenzt, d.h. die Ebene, in der die Stirnfläche des Zellendeckels 1 liegt, wird in einem vorgegebenen, für sämtliche Einwalzelemente vom selben Typ gleichen Abstand "a* von dem festen Anschlag 5 des Einwalzstempels 6 eingestellt. Der Einbau des Zellendeckels 1 kann entweder durch Verformung (Durchbiegung) des Bodens der Zellengehäuses 3 mit gleichbleibender Lage des zylindrischen Gehäuseteils, oder durch Verschiebung *es ganzen Gehäuses 3 längs seiner Achse um die erforderliche Größe zw. durch teilweise Verschiebung des Zellengehäuses 3 und teilweise Durchbiegung seines Bodens erfolgen.

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Fig. 1 zeigt die Größe der eventuellen Lageänderung des Stützpunktes "b" der Stromabführung 4 beim Anbringen des Zellendeckels 1 im Abstand "a".

Hiernach wird der Einwalzstempel 6, der einen mit dem hermetisierenden Abschnitt versehenen kegeligen Teil aufweist, dessen Durchmesser "d" dem Durchmesser des gestauchten Halses des Zellengehäuses 3 der Zelle in der Ebene der Anordnung der Stirnfläche des Zellendeckels 1 gleichen muß, längs der Achse des Zellengehäuses 3 der Zelle bis zum festen Anschlag 5 verschoben. Dadurch kommt die den Durchmesser "d" aufweisende Ebene des hermetisierenden Abschnitts mit der Stirnfläche des Zellendeckels 1 zum Fluchten. Derjenige Abschnitt des Zellengehäuses 3 an der der Deckel 1 angeordnet ist wird bis auf den Durchmesser "d" des hermetisierenden Abschnitts des Stempels 6 gestaucht wobei die hermetisierende Zwischenlage 2 an die Stirnfläche des Deckels 1 angedrückt wird und das erforderliche Einschnüren des Werkstoffes der hermetisierenden Zwischenlage 2 gewährleistet wird. Um die erforderlichen Bedingungen zu gewährleisten, muß ein Einschnüren der aus Niederdruckpolyäthylen bestehenden hermetisierenden Zwischenlage um etwa 30% erfolgen.

Die Toleranzen der Bauelemente der Zelle können auch durch Verlagerung des zweiten Stützpunktes "c" der Stromabführung 4 ausgeglichen werden. In diesem Fall erfolgt eine Verlagerung des Stützpunktes "c" um eine den Einbau und die Fixierung des Zellendeckels 1 im Abstand "a" vom festen Anschlag 5 gewährleistende Größe "γ", als Folge einer Verformung des zentralen Teils des zu diesem Zweck mit einer Vertiefung in seinem zentralen Teil ausgeführten Zellendeckels 1.

Das beschriebene Verfahren wird mit Hilfe der in Fig. 2 und 3 gezeigten Einrichtung mit Erfolg verwirklicht.

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Diese Einrichtung enthält einen Einwalzstempel 7 (Fig. 2), einen mit einer Feder 9 zusammenwirkenden Niederhalter 8, der die Ebene der Stirnfläche des Zellendeckels 1 der Zelle senkrecht zu deren Achse einstellt und den Zellendeckel 1 an die zentrale Stütze der Zelle, d.h. die Stromabführung 4 andrückt, und ein Spurlager 10 zum Einbau und zur Lagerung der Zelle während der hermetischen Abdichtung. Das Spurlager 10 ist mit einem zylindrischen Sitz 11 und einem ringfärmigen Vorsprung 12 ausgestattet, und der Einwalzstempel 7 enthält einen kegeligen Teil 13 mit einem spitzen:·. Kegelwinkel "ß" in einer Größenordnung von 10+5° und mit einem hermetisierenden Abschnitt mit einem Durchmesser "d"τ einen Einwalzteil 14, und eine Begrenzungsfläche 15 und wirkt mit einem Anschlag 16 zusammen, der die Verschiebung des Niederhalters 8 ins Innere des Stempels 7 begrenzt.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt:

Das zu hermetisierende Erzeugnis - eine alkalische galvanische Zelle - wird im zylindrischen Sitz 11 des Spurlagers 10 derart aufgestellt, daß der Boden des Zellengehäuses 3 der Zelle sich auf den ringförmigen Vorsprung 12 abstützt.

Bei der Bewegung des Einwalzstempeis 7 in Richtung auf das zu hermetisierenden Erzeugnisses zu werden folgende Arbeitsgänge der Reihe nach ausgeführt:

1) ein Anbringen des Zellendeckels 1 und der hermetisierenden Zwischenlage 2 in einer senkrecht zur Achse des Zellengehäuses 3 der Zelle liegenden Lage mit Hilfe des mit einem elektrisch isolierenden Einsatz 17 versehenen Niederhalters 8.

2) ein allmähliches Einschnüren der hermetisierenden Zwischenlage 2 mittels des "kegeligen Abschnitts 13 des Einwalzstempels 7.

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3) ein Bördeln des Zellengehäuses 3 mit dem Einwalzteil 14 des Stempels 7.

Im Augenblick des Abschlusses des Vorganges der hermetischen Abdichtung der Zelle, d.h. bei der Berührung des Stempels 7 mit dem Anschlag 16, kommt der Niederhalter mit der Begrenzungsfläche 15 in Berührung und verlagert den Stützpunkt "b" der Stromabführung 4, indem er den Boden des Zellengehäuses 3 durchbiegt.

Dabei wird der den Durchmesser "d" aufweisende hermetisierende Abschnitt des Stempels 7 stets mit der Ebene der Stirnfläche des Zellendeckels 1 fluchten, weil der Abstand zwischen dem Zellendeckel 1 und dem Anschlag 16, letzterenfalls die Abmessung "K", konstant ist.

Falls notwendig wird ein Anschlag 18 (Fig. 3) in der Mitte des Spurlagers 10 zur Begrenzung der Durchbiegungsgröße des Bodens des Zeilengehäuse 3 angebracht.

Fig. 4 ziegt eine weitere Variante der Einrichtung zum Hermetisieren der eine Stromquellen bildenden Zelle mit rohrföratiger Stromabführung nach dem beschriebenen Verfahren.

Die erwähnte Einrichtung besteht aus dem Einwalzstempel 19, der einen kegeligen Teil 20 mit einem einen Durchmesser "d" aufweisenden hermetisierenden Abschnitt und einen Einwalzteil 21 aufweist. In der Mitte des Einwalzstempels befindet sich ein fester Niederhalter 22, der den Zellendeckel 1 der Zelle feststellt. In der Mitte ist der Niederhalter 22 mit"einem Einsatz 23 aus elektrisch isolierendem Stoff versehen. Das Gehäuse 3 der Zelle wird in einer Buchse 24 montiert, in die ein Spurlager 25 hineinragt, das das Profil des Stützteils der einzuwalzenden Zelle aufweist. Das Spurlager 25 ist mit einer Vorrichtung zu Verschiebung desselben längs der Achse der Vor-

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richtung zum Erzielen eines Fluchtens der Ebene der Stirnfläche des Deckels 1 mit dem einen Durchmesser "d" aufweisenden hermetisierenden Abschnitt des Einwalzstempels 19 versehen. Im vorliegenden Beispiel stellt diese Einrichtung einen zwischen dem Spurlager 25 und einer Auflagefläche 27 befindlichen und durch eine Feder 28 bewegbaren Keil 26 dar. Bei der Bewegung des Keils 26 verschiebt sich das Spurlager 25 in der Buchse 24 längs der Achse derselben

Als Einrichtung zur Verschiebung des Spurlagers 25 kann auch ein Druckluftzylinder oder eine andere ähnliche Einrichtung Verwendung finden.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Das zu hermetisierende Erzeugnis - die Zölle - wird in der Buchse 24 auf das Spurlager 25 gestellt, und das Spurlager 25 drückt durch die unter dem Einfluß der Feder 28 bewirkte Bewegung des Keils 26, den Zellendeckel 1 der Zelle über die Stromabführung 4 gegen den feststehenden Niederhalter 22.

Beim Einsetzen der Bewegung des Keils 26 und bis zum Abschluß des Hermetisiervorganges befindet sich der Niederhalter 22 in einem Abstand "B" von der Auflagefläche 29 des Stempels 19. Dabei ist B=A-C, wobei

A = A.J der Abstand von der Ebene des einen Durchmesser "d" aufweisenden hermetisierenden"Abschnitts bis zur Stützstirn fläche des Stempels 19 und

C der Abstand von der Ebene der Stirnfläche des Zellen deckels 1 bis zu seinem oberen Teil, ist der bei der vorliegenden baulichen Gestaltung des Zellendeckels - seine Höhe ist.

Beim Andruck des Zellendeckels 1 an den Niederhalter 22 mit der durch die Feder 28 ausgeübten Kraft stellt sich die Ebe ne der Stirnfläche des Zellendeckels 1 im Abstand "A" von der Auflagefläche des Anschlages 29 ein, d.h. in der Ebene des hermetisierenden Abschnitts mit dem Durchmesser "d" des

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kegeligen Teils 20 des gegen die Auflagefläche des Anschlages 29 angedrückten Stempels 19. Durch die stabile Lage des Deckels 1 der Zelle im Abstand "A" von der Auflagefläche des Anschlages 29 wird, unabhängig von den Toleranzen der Bauelemente/ ein beständiges, mit einem vorgegebenen Koeffizienten erfolgendes Einschnüren der hermetisierenden Zwischenlage 2 zwischen dem Zellengehäuse 3 und dem Deckel 1 der Zelle gewährleistet.

Ist der Deckel 1 der Zelle an den Niederhalter 22 angedrückt, so kommt die hermetische Abdichtung der Zelle durch die Bewegung des Stempels 19 längs der Achse der Vorrichtung zustande.

Hat dabei der Stempel 19 die Auflagefläche des Anschlages 29 erreicht, so fällt der hermetisierende Abschnitt mit dem Durchmesser "d" des kegeligen Teils 20 des Stempels 19, der die hermetisierende Zwischenlage 2 um die erforderliche Größe gestaucht hatte, mit der Ebene der Stirnfläche des Zellendeckels 1 zusammen, und der Einwalzteil 21 des Stempels 19 walzt die Kante des Gehäuses 3 der Zelle ein.

.Die beschriebenen Einrichtungen sind zum Hermetisieren von zylinderförmigen, alkalische Stromquellen bilden den Zellen bestimmt. Unter den Bedingungen der Massenfertigung gewährleisten derartige Einrichtungen eine stabile und qualitätsgerechte hermetische Abdichtung von Zellen, deren Gehäuse zur Beseitigung der sich bei ihrer Herstellung im Tiefziehverfahren bildenden Kaltreckung, vorher geglüht wurden.

Mit Hilfe der genannten Einrichtungen können aber die Zellen ohne einem Glühen der Zellengehäuse nicht qualitätsgerecht hermetisiert werden, weil wegen der beträchtlichen Kaltreckung des Werkstoffs Gaufrierungen (Falten) an der eingewalzten Gehäusekante der Zelle entstehen,

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durch die die Alkalilösung aus der Zelle ausläuft, wobei in die Zelle Sauerstoff und Luftfeuchtigkeit eindringen, die die Zelle untauglich machen.

In Fig. 5, 6, 7, 8 ist eine Variante der Vorrichtung dargestellt, bei der die hermetische Abdichtung der Stromquellen bildenden Zellen ohne thermische Behandlung der Zellengehäuse zur Beseitigung der Kaltreckung ermöglicht wird.

Eine Besonderheit dieser Einrichtung besteht darin, daß der Einwalzstempel mehrteilig gestaltet und koaxial angeordnete Außenstempel 30 (Fig. 5) und Innenstempel 31 aufweist. Der Außenstempel 30 ist mit zwei kegeligen Abschnitten 32 und 33 versehen, von denen der an der Stirnseite des Stempels (hinter seinem Einlaufteil) in Richtung zur zu hermetisierenden Zelle angeordnete erste Abschnitt einen Kegelwinkel von etwa 10±5° (Fig. 6) besitzt, während der zweite kegelige Abschnitt 33 an seiner Oberkante einen Kegelwinkel von etwa 6O±5° aufweist. Der Innenstempel 31 enthält einen kegeligen Abschnitt 34 mit einem Kegelwinkel an seiner Oberkante von etwa 14O±1O° (Fig. 7).

Die Einrichtung enthält auch einen Niederhalter 35, ein Spurlager 36 mit zylindrischen Sitz.37 und einem ringförmigen Vorsprung 38, einen Stempelkörper 39, einen Begrenzungsstift 40, und eine Feder 41.

Der Außenstempel 30 und der Innenstempel 31 können sowohl getrennt z.B. von zwei steuerbaren Stößeln (in Fig. 5 bis 7 nicht dargestellt) als auch von einen gemeinsamen Antrieb gesteuert werden.

Im letzteren Fall ist zur Steuerung des Außenstempels 30 und des Innenstempel 31 ein nachgiebiger Puffer 42 (Fig. 8) z.B. aus Gummi zwischen ihnen angeordnet.

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Die Einrichtung arbeitet wie folgt:

Die zusammengebaute Zelle wird ins Spurlager 36 eingesetzt, das den zylindrischen Sitz 37 mit dem ringförmigen Vorsprung 38 aufweist. Von einer Stange 43 eines (in Fig. 8 nicht dargestellten) Hydraulikzylinders wird die Bewegung des Außenstempels 30 und des Innenstempels 31, die mit Hilfe eines Puffers 42 untereinander verbunden sind, in Richtung zur hermetisierenden Zelle bewirkt (in Fig. in Richtung nach unten), wobei folgende Arbeitsgänge der Reihe nach ausgeführt werden:

1) ein Ausrichten des Deckels 1 der Zelle durch den Niederhalter 35 und ein Anpressen desselben an die Stromabführung 4 mit der Kraft der Feder 41.

2) ein Vorläufiges Einwalzen des Zellengehäuses 3 mittels des Außenstempels 30 durch die Kraft des Puffers 42. Dabei berührt der Niederhalter 35 den mit dem Außenstempel 30 starr verbundenen Begrenzungsstift 40 und verlagert den Stützpunkt "b" der Stromabführung 4, indem der den*Boden des Zellengehäuses 3 durchbiegt. Der hermetisierende Abschnitt des Stempels 30 fluchtet hierbei mit der Ebene des Deckels 1 der Zelle.

3) ein Stillsetzen des Außenstempels 30 bei seiner Berührung mit dem Stempelkörper 39.

4) ein endgültiges Hermetisieren, das durch die Bewegung des Innenstempels 31 bis zu seinem Anschlag am Begrenzungsstift 40 erfolgt. Dabei findet eine Verformung des nachgiebigen Puffers 42 statt.

Diese Ausführung der Einrichtung, bei der der Vorgang der Hermetischen Abdichtung nacheinander zuerst mit dem Außen- und dann mit dem Innenstempel verwirklicht wird, verein-

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facht den fertigungstechnischen Herstellungsvorgang der Zellen, deren Gehäuse zur Beseitigung der Kaltstreckung nicht geglüht werden, weil durch das Vorhandensein von mehreren kegeligen abschnitten am Stempel ein doppeltes Einwalzen der Zelle gewährleistet wird. Dabei staucht der Außenstempel 30 und führt eine vorherige Formänderung der Gehäusekante der Zelle durch, während der Innenstempel dieselbe endgültig, bis zur erforderlichen Größe verformt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Hermetisieren vorzugsweise zylinderförmiger Stromquellen durch mit einem Einwalzstempel erfolgendes Einspannen einer hermetisierenden Zwischenlage aus Elektroisolierstoff zwischen der Gehäusekante der Zelle und der auf einer zentralen Stütze aufliegenden Stirnfläche ihres Deckels,dadurch gekennzeichnet, daß man die Ebene der Stirnfläche des Zellendekkels gegenüber dem Einwalzstempel in einem solchen Abstand einstellt, bis zu welchem die Ebene des hermetisierenden Abschnitts des Stempels am Ende seines Arbeitshubes reicht, wozu man eine Lageänderung zumindest eines der Stützpunkte der zentralen Stütze - entweder des Gehäusebodens der Zelle oder ihres Deckels - vornimmt, in dem diese längs der Stempelachse verschoben werden, bis die Ebene der Stirnfläche des Zellendeckels mit der des hermetisierenden Abschnittes des Einwalζstempeis flüchtet und der Zellendeckel mittels der eingewalzten Kante des Zellengehäuses in dieser Lage fixiert wird. ·

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An- y> spruch 1, die einen Einwalzstempel, einen die Ebene der Stirnfläche des Zellendeckels senkrecht zur Achse der Zelle einstellenden und diesen an die zentrale Stütze andrückenden Niederhalter und ein Spurlager zur Aufnahme und Lagerung der Zelle beim Hermetisieren enthält, d adurch gekennzeichnet, daß das Spurlager (10) mit einem zylindrischen Sitz (II) und einem ringförmigen Vorsprung (12) ausgeführt ist, während der Einwalzstempel (7) einen kegeligen Abschnitt (13) mit einem spitzen Kegelwinkel (ß) von etwa 10±5° aufweist und mit einem die Bewegung des Niederhalters (8) ins Innere des •Stempels (7) begrenzenden Anschlag (16) zusammenwirkt.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet., daß das Spurlager (10) mit einem Anschlag (18) versehen ist, der die Größe der Durchbiegung des Bodens des Zeilengehäuses (3) begrenzt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die einen Einwalzstempel, einen die Ebene der Stirnfläche des Zellendeckels senkrecht zur Achse der Zelle einstellenden und diesen an die zentrale Stütze andrükkenden Niederhalter und ein Spurlager enthält, das das Profil des Stützteils der einzuwalzenden Zelle besitzt, d adurch gekennzeichnet , daß das Spurlager (25) mit einer seine Verschiebung längs der Achse der Vorrichtung bis zum Anschlag des Zellendeckels (1) der einzuwalzenden Zelle am festen Niederhalter (22) bewirkenden Einrichtung ausgerüstet ist, während der Einwalzstempel (19) einen kegeligen Abschnitt (20) mit einem spitzen Kegelwinkel von etwa 10+5° aufweist und mit einem die Verschiebung des Stempels (19) begrenzenden Anschlag (29) zusammenwirkt, (Fig.4).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verschieben des Spurlagers (25) längs der Achse der Einrichtung in Form eines Keils (26) mit Feder (28) oder Druckluftantrieb ausgeführt ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die einen Einwalζstempel, einen die Ebene der Stirnfläche des Zellendeckels senkrecht zur Achse der Zelle einstellenden und diesen an die zentrale Stütze andrückenden Niederhalter und ein Spurlager zur Aufnahme und Lagerung der Zelle beim Hermetisieren enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Spurlager (36) mit einem zylindrischen Sitz.(37) und einem ringförmigen Vorsprung (38) versehen ist und daß der Einwalzstempel koaxial angeordnete Außenstempel (30) und Innenstempel (31) enthaltend mehrteilig ausgeführt ist, wobei der Außenstempel (30) mit zwei kegeligen Abschnitten (32, 33) versehen

ist, von denen der an der Stirnseite des Stempels hinter seinem Einlaufteil befindliche erste Abschnitt 32, einen Kegelwinkel von etwa 10±5° und der zweite einen Kegelwinkel von etwa 6O±5 und der Innenstempel (31) einen kegeligen Abschnitt mit einem spitzen Kegelwinkel von etwa 140±10°aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenstempel (30) und der Innenstempel (31) mit Hilfe eines nachgiebigen federnden Puffers (42) untereinander verbunden sind.

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