DE2738583A1

DE2738583A1 - Elektrode fuer ein galvanisches element und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2738583A1
Application number: DE19772738583
Authority: DE
Inventors: Michel Guglieri
Original assignee: SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA
Current assignee: SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA
Priority date: 1976-09-02
Filing date: 1977-08-26
Publication date: 1978-03-09
Also published as: FR2363904B1; HU175828B; FR2363904A1

Description

ELEKTRODE FÜR EIN GALVANISCHES ELEMENT UND VERFAHREN ZU IHRER HERSTELLUNG

Die Erfindung betrifft Röhrchenelektroden für galvanische Elemente, insbesondere für Akkumulatoren, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Röhrchen im Sinne dieser Erfindung sind Gehäuse aus perforiertem Metallblech von zylindrischer Form, die die aktive Masse der Elektrode enthalten. Eine Röhrchenelektrode enthält meist mehrere, nebeneinander angeordnete Röhrchen mit parallelen und koplanaren Achsen.

Es sind Elektroden dieser Art bekannt, die zwei Streben mit U-Profil aufweisen, die jeweils ein Ende der Röhrchen einklemmen, und einen auf diese Streben geschweißten Elektrodenkopf aufweisen. Die Streben sammeln den Strom der Röhrchen und geben ihn an den Elektrodenkopf weiter, der mit einer Ausgangsklemme des Generators verbunden ist. Außerdem bewirken oder verstärken sie die Steifheit der Elektrode.

In diesen bekannten Elektroden ist der Elektrodenkopf an einem oder zwei Punkten an das äußere Ende der beiden Streben geschweißt. Der ganze Strom der Elektrode fließt also durch die Streben und die zwei oder vier Schweißpunkte, so daβ ein relativ großer Widerstand meßbar ist. Wollte man mehr Schweißpunkte anbringen, müßten die Streben verlängert werden, was den Raumbedarf der Elektrode vergrößern würde. Außerdem geschieht das Schweißen nach dem Anbringen der Röhrchen zwischen

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den Streben, weil die Schweißpunkte sonst durch die während des Einsetzens der Röhrchen und ihnrEinklemmensentstehenden mechanischen Beanspruchungen zerbrechen könnten. Daraus folgt, daß die äußeren Enden der Streben durch die aktive Masse verschmutzt werden können, was sich nachteilig auf das Schweißen und die Qualität der Schweiöpunkte auswirkt. Außerdem muß man Vorsichtsmaßnahmen ergreifen, um eine Beschädigung der aktiven Masse durch die beim Schweißen freiwerdende Hitze zu vermeiden.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen.

Die Erfindung betrifft eine Elektrode für ein galvanisches Element mit mit aktiver Masse gefüllten Röhrchen und zwei Längsstreben mit U-Profil, die je ein Ende aller Röhrchen einklemmen, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem eine Querstrebe vorgesehen ist, die die beiden Längsstreben verbindet und auf die ein Elektrodenkopf geschweißt ist.

So kann die Schweißzone jede gewünschte Länge innerhalb der Breite der Elektrode haben, ohne daß der Raumbedarf der Elektrode verändert würde. Er ist sogar im Vergleich zu bekannten Elektroden verringert, weil die Längsstreben nicht mehr über die Röhrchen hinausragen müssen. Außerdem können die Röhrchen in den von der Querstrebe und den Längsstreben geformten Rahmen eingesetzt werden, ohne daß die schon angebrachten Schweißpunkte mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt würden.

Der Rahmen kann aus einem U-förmigen Stück hergestellt werden, das zweimal im rechten Winkel gebogen ist und vorteilhafterweise in Höhe der Biegestellen eingekerbt ist.

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Vorteilhafterweise klemmt die Querstrebe eins der Röhrchen ein. Auf diese Weise kommt ein Teil des von diesem Röhrchen ausgehenden Stroms direkt zur Querstrebe ohne den Umweg über die Längsstreben. Außerdem umgeht sogar ein Teil des Stroms aller Röhrchen die Längsstreben, wenn die Röhrchen in engem Kontakt miteinander stehen, was die Verteilung des Stroms in der Elektrode verbessert und seinen inneren Widerstand verringert.

Bei der erfindungsgemäßen Elektrode kann der Elektrodenkopf durch seine Kante mit der Querstrebe verschweißt sein, wodurch keine Überdicke in Bezug auf den Rahmen entsteht. In einer bevorzugten Ausführungsform ist diese Kante gezahnt, wobei nur die zahnartigen Vorsprünge mit der Querstrebe verschweißt sind.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Herstellungsverfahren für eine derartige Elektrode. Gemäß diesem Herstellungsverfahren schweißt man zuerst einen Elektrodenkopf an ein Werkstück mit U-Profil, biegt dieses Werkstück zweimal im rechten Winkel auf beiden Seiten der Schweißzone, so daß ein aus einer Quer- und zwei Längsstreben bestehender Rahmen entsteht, und dann setzt man die Röhrchen ein, indem ihre Enden sich in das Profil der beiden Längsstreben einfügen.

Es ist auch möglich, zuerst das Werkstück zu biegen und dann den Elektrodenkopf an die Querstrebe anzuschweißen.

Es ist günstig, wenn das Werkstück vor dem Biegen in Höhe der Biegestellen eingekerbt wird.

Man kann anschließend die Elektrode so zusammenpressen, daß die Röhrchen zwischen die Seiten des Profils eingeklemmt

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werden, wobei gleichzeitig Nuten in den Rahmen eingepreßt werden, die seinen Kontakt mit den Röhrchen verbessern.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mithilfe von fünf Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Elektrode.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie H-II der Fig. 1.

Die Figuren 3, 4 und 5 zeigen schematisch drei Herstellungsstufen der Elektrode gemäß den Figuren 1 und 2.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Elektrode besteht aus fünf Röhrchen 1, 2, 3, 4 und 5, einem Metallrahmen 6 und einem Elektrodenkopf 7 aus Metallblech. Der Rahmen 6 besteht aus einem Werkstück mit U-Profil, das zweimal im rechten Winkel an den Stellen 8 und 9 gebogen ist, um so zwei Längsstreben 10 und 11 und eine Querstrebe 12 zu bildes. Der Rahmen 6 hat Kerben 13 und 14 in Höhe der Biegestellen 8 und In Fig. 2 sieht man, daß die Querstrebe 12 den oberen Rand des obersten Röhrchens 1 einklemmt. Außerdem hat die Querstrebe 12 Längsnuten 15 und 16, die ihren Kontakt mit den Röhrchen verbessern. Die Längsstreben 10 und 11 klemmen in gleicher Weise die äußeren Enden der Röhrchen ein und weisen die gleichen Nuten auf.

Der Elektrodenkopf 7 ist mit seinem Rand 17 auf die Rückseite der Querstrebe 12 geschweißt. Er befindet sich also ziemlich genau in der Mittelebene der Elektrode und verursacht keine überdicke in Bezug auf den Rahmen. Man sieht, daß die Kontaktzone zwischen dem Elektrodenkopf und der Querstrebe

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groß ist, da sie der Basislänge des Elektrodenkopfs 7 entspricht, die, wenn man es wünscht, bis auf die Länge der Querstrebe 12 ausgedehnt werden kann, d.h., bis auf die Länge der Elektrode, ohne ihren Raumbedarf zu vergrößern. Die Kante

17 ist gezahnt und steht mit der Querstrebe 12 durch Vorsprünge

18 in Kontakt, auf denen die Schweißung erfolgt.

Außer der Verringerung des elektrischen Widerstands zwischen dem Rahmen und dem Elektrodenkopf verringert der Aufbau gemäß der Erfindung auch den Widerstand zwischen den Röhrchen und dem Rahmen. In der Tat fließt ein nicht unerheblicher Teil des Stroms des der Querstrebe 12 benachbarten Röhrchens direkt zur Querstrebe 12 ohne den Umweg über die Längsstreben 10 und 11. Der Strom der anderen Röhrchen fließt teilweise durch das Röhrchen 1 und die Kontaktoberfläche dieses Röhrchens in die Querstrebe.

Die Elektrode kann auf die in den Figuren 3 bis 5 gezeigte Weise hergestellt werden.

In Fig. 3 sieht man ein Werkstück^mit U-Profil und mit zwei Kerben 13' und 14* auf der offenen Profilseite; die Rückseite ist genauso eingekerbt. Man sieht außerdem einen Elektrodenkopf 7 bestehend aus einem viereckigen Metallblech, dessen Kante 17 gezahnt ist und Vorsprünge 18 aufweist. Man bringt den Elektrodenkopf 7 mit dem Werkstück 6· so in Kontakt, daß die Vorsprünge 18 auf dem Rückenteil des Werkstücks 6' zwischen den Einkerbungen 13* und 14' liegen. Der Elektrodenkopf 7 und das Werkstück 6¹ werden dann jeweils mit einer Klemme einer Stromquelle verbunden, wodurch sich die Schweißpunkte an den Kontakten zwischen den Vorsprüngen 18 und dem

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Werkstück 6' bilden. Vor, gleichzeitig mit oder nach dieser Schweißung wird das Werkstück 6* in Höhe der Einkerbungen 13* und 14* im rechten Winkel umgebogen. Auf diese Weise erhält man den in Fig. 4 gezeigten Rahmen 6 bestehend aus zwei Längsstreben 10 und 11 und einer Querstrebe 12. In diesen Rahmen wird dann in Richtung des Pfeils 25 der aus den Röhrchen 1 bis 5 bestehende Block eingeführt. Die Entfernungen zwischen den Seitenteilen des U und zwischen den Längsstreben 10 und 11 sind so gewählt, daß die Röhrchen mit einem gewissen Spiel in den Rahmen eingeführt werden.

Anschließend wird die Elektrode gemäß Fig. 5 zwischen zwei Platten 19 und 20 gelegt. Der Ausschnitt der Fig. 5 zeigt eine der beiden Längsstreben 10 oder 11 und das äußere Ende eines Röhrchens, oder die Querstrebe 12 und den Rand des Röhrchens 1. Die Platten 19 und 20 haben zum Rahmen hin ebene und parallele Seiten, aus denen Rippen 21 bzw. 22 in Längsrichtung der Längs- und der Querstrebe hervorstehen. Die Platten 19 und 20 werden dann einanderfgenähert und pressen so den Rahmen zusammen, der dadurch die von ihm bedeckten Teile der Röhrchen einklemmt und so ihren mechanischen Halt und ihre elektrische Verbindung mit dem Rahmen herstellt. Diese Funktionen werden noch durch die durch die Rippen 21 bzw. 22 verursachten Nuten verbessert, deren Rückseite in die Röhrchen eindringt. Die endgültige Dicke des Rahmens entspricht vorteilhafterweise der normalen Dicke der Röhrchen.

Die Vorsprünge 18 des Elektrodenkopfes können auch weggelassen werden; dann hat der Elektrodenkopf über seine

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ganze Kante hinweg Kontakt mit der Querstrebe. Der Elektrodenkopf kann auch seitlich auf die Querstrebe aufgeschweißt sein, wobei eine Überdicke entsteht, die ggfs. beim Komprimieren wegfällt. Er kann auch mit seiner Breitseite mit der Rückseite der Querstrebe in Verbindung stehen. Die Nuten können durch punktuelle Eindrücke ersetzt oder ganz weggelassen werden, wenn der durch die Kompression erreichte Kontakt ausreicht. Die Röhrchen können einzeln statt zusammen eingeführt werden.

Der Rahmen und der Elektrodenkopf wie auch die Umhüllungen der Röhrchen sind z.B. aus vernickeltem oder nicht vernickeltem Stahl.

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Leerseite

Claims

Fo IO 5Ö9 D

^DL 2 S. flug.

7738S83

SAFT-SOCIETE DES ACCUMULATEURS FIXES ET

DE TRACTION S.A.

156, avenue de Metz, 932 30 ROMAINVILLE Frankreich

PATENTANSPRÜCHE

1 - Elektrode für ein galvanisches Element mit mit aktiver Masse gefüllten Röhrchen und zwei Längsstreben mit U-Profil, die je ein Ende aller Röhrchen einklemmen, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem eine Querstrebe(L2) vorgesehen ist, die die beiden Längsstreben (10, IL) verbindet und auf die ein Elektrodenkopf (7) geschweißt ist.

2 - Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Quer- und den Längsstreben geformte Rahmen aus einem zweimal im rechten Winkel gebogenen Werkstück (6·) besteht.

3 - Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen an den Biegestellen (13·, 14·) eingekerbt ist.

4 - Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstrebe (12) eines der Röhrchen (1) einklemmt.

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5 - Elektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenkopf (7) an seiner Kante mit der Querstrebe (12) verschweißt ist.

6 - Elektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante gezahnt ist und über die zahnförmigen Vorsprünge (18) mit der Querstrebe (12) verschweißt ist.

7 - Elektrode nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen in Längsrichtung des Werkstücks Nuten (15, 16) aufweist.

8 - Herstellungsverfahren für eine Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst ein Elektrodenkopf auf ein Werkstück mit U-Profil geschweißt wird, daß man dieses Werkstück zweimal im rechten Winkel auf beiden Seiten der Schweißzone umbiegt, so daß ein Rahmen mit einer Quer- und zwei Längsstreben gebildet wird, und daß man die Röhrchen so in den Rahmen ein-r bringt, daß sich jedes ihrer Enden in das U-Profil einer der beiden Längsstreben einfügt.

9 - Herstellungsverfahren für eine Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Werkstück mit U-Profil zweimal im rechten Winkel umbiegt, um so einen Rahmen mit zwei parallelen, durch eine Querstrebe verbundenen Längsstreben zu erhalten, daß man einen Elektrodenkopf auf die Querstrebe schweißt und die

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Röhrchen so in den Rahmen einbringt, daß sich jedes ihrer beiden Enden in das Profil einer der beiden Längsstreben einfügt.

10 - Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 0 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen an der Biegestelle vor dem umbiegen eingekerbt wird.

11 - Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man anschließend die ganze Elektrode senkrecht zum Rahmen zusammenpreßt, so daß die Röhrchen im Profil der Streben eingeklemmt werden.

12 - Herstellungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Zusammenpressen des Rahmens seitliche Nuten in die Streben eingeprägt werden.

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