DE2908068A1 - Elektrische batterie und verfahren zur herstellung derselben - Google Patents
Elektrische batterie und verfahren zur herstellung derselbenInfo
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Description
UeZ. 818.51
BEREC GROUP LIMITED
1255 High Road, Whetstone
Eondon, N20 GEJ, England
1255 High Road, Whetstone
Eondon, N20 GEJ, England
DERSELBEN
Die Erfindung betrifft elektrische Batterien und Verfahren
zur Herstellung derselben. Sie ist insbesondere auf elektrische Batterien anwendbar, die eine Zahl von
einzelnen Trockenzellen enthalten, die in einem Gehäuse untergebracht und elektrisch miteinander verbunden sind,
um eine Batterie, zu bilden.
Die bekannten Norm-Trockenzellen bestehen gewöhnlich
aus zylindrischen Einheiten mit einer Ausgangsspannung von ca. 1,5 VoIt0 Bekannt ist auch das Verfahren, eine Zahl solcher Zellen in einem gemeinsamen Batteriegehäuse mit entsprechenden Reihen - oder Parallel-Verbindungen zwischen den Zellen unterzubringen, so daß an den Batterie-Anschlußklemmen der gewünschte elektrische Ausgang zur Verfügung steht.
aus zylindrischen Einheiten mit einer Ausgangsspannung von ca. 1,5 VoIt0 Bekannt ist auch das Verfahren, eine Zahl solcher Zellen in einem gemeinsamen Batteriegehäuse mit entsprechenden Reihen - oder Parallel-Verbindungen zwischen den Zellen unterzubringen, so daß an den Batterie-Anschlußklemmen der gewünschte elektrische Ausgang zur Verfügung steht.
§0983*7/0661
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Im allgemeinen ist die Batterie mit äußeren Anschlußklemmen
und das Batteriegehäuse mit inneren Anschlüssen
verbunden, um die Zellen miteinander und mit den äußeren Batterieanschlußklemmen zu verbinden. Eine solche Anordnung
zeigt z.B. die GB-PS Nr. Ι35Ϊ8ΟΟ.
Probleme ergeben sich jedoch bei der Herstellung geeigneter
innerer elektrischer Anschlüsse innerhalb des Batteriegehäuses. Frühere Lösungsvorschläge setzten
die Verwendung von Drähten mit Lötverbindung oder getrennte Federkontakte voraus, die einzeln im Batteriegehäuse
angebracht v/erden müssen. Die Batterien müssen Stöße aushalten können, und frühere Lösungsvorschläge
umfaßten das Ausgießen des Gehäuses mit einem geeignetem Blockiermaterial, nachdem die Zellen in ihre
Stellung gebracht wurden, um die Bewegung der Batteriezellen zu verhindern. Diese früheren Lösungsvorschläge
sind konstruktionsbedingt arbeitsintensiv und daher teuer. Daneben führt die Verwendung von Lötverbindungen
und von Stoffen wie JELtunisi zu Verschmutzungen beim Zusammenbau.
Durch die Erfindung sollen bessere innere Anschlüsse in einer solchen Batterie und ein besseres Verfahren
zur Herstellung dieser inneren Anschlüsse geschaffen werden,,
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die
Schaffung einer elektrischen Batterie, bestehend aus einem isolierenden Gehäuse, einer Zahl von einzelnen
Zellen, die in diesem Gehäuse untergebracht sind, zwei
äußeren Anschlußklemmen für ά.$η elektrischen Anschluß
der Batterie und einer Zahl von inneren Anschlüssen für dis gegenseitige Verbindung der- Zellen miteinander
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— ο —
und mit den äußeren Anschlußklemmen, wobei die inneren Anschlüsse als ein aus einem Stück bestehendes leitendes
Teil vorgeformt, noch in einem Stück im Gehäuse positioniert und befestigt und schließlich in ihrer Stellung im
Gehäuse voneinander getrennt werden, um eine Zahl von getrennten inneren Anschlüssen zu bilden.
Auf diese Weise ist die gegenseitige Lage der inneren Anschlüsse zueinander durch den Fertigungsvorgang des
aus einem Stück bestehenden leitenden Teils vorherbestimmt, und sofern das aus einem Stück bestehende leitende
Teil im Gehäuse genau positioniert ist, werden auch die getrennten inneren Anschlüsse in ihrer gegenseitigen
Lage zueinander genau positioniert, ohne Verwendung eines arbeitsintensiven Montagevorgangs.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das aus einem
Stück bestehende leitende Teil im Inneren eines Deckels des Batteriegehäuses untergebracht.
Vorzugsweise enthalten die inneren Anschlüsse eine Zahl von federnden Teilen, die so angeordnet sind, daß sie
gegen die Zellen anliegen, damit in der zusammengebauten Batterie die federnden Teile die Zellen in einer gewünschten
Stellung festhalten.
Vorzugsweise werden die inneren Anschlüsse aus einem einzigen blechartigen Stück aus elektrisch leitendem Material
geformt.Vorzugsweise besteht das blechartige Stück aus Stahl.
Vorzugsweise wird eine Zahl von BefestigungsOrganen im
Batteriegehäuse für die Befestigung des aus einem Stück bestehenden leitenden Teils am Gehäuse vorgesehen, wobei
mindestens ein Befestigungsorgan für jedes Teilstück des aus einem Teil bestehenden leitenden Teils vorhanden ist,
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der einen getrennten inneren Anschluß bilden solle
Vorzugsweise vjerden die inneren Anschlüsse in einem leitenden
Teil aus einem Stück durch eine Reihe von Stanzvorgängen vorgeformt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Zahl von Teilen des aus einem Stück bestehenden
leitenden Teils aus der Ebene des Teils so herausgebogen^ daß sie eine Zahl von Kontaktarmen bilden*
Durch die Erfindung wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Zahl von inneren Anschlüssen für eine elektrische
Batterie geschaffen, bei dem eine Zahl von inneren Anschlüssen in einem leitenden Teil aus einem Stück vorgeformt,
das aus einem Stück bestehende leitende Teil in einem Teil des Batteriegehäuses positioniert und befestigt
und dann das aus einem Stück bestehende leitende Teil in seiner Stellung im Batteriegehäuse in eine Zahl von getrennten
inneren Anschlüssen abgetrennt wird.
Vorzugsweise wird die Zahl von inneren Anschlüssen als leitendes Teil au= einem Stück durch eine Reihe von Bearbeitungsschritten
an einem einzigen blechartigen leil aus elektrisch leitendem Material geformt» Vorzugsweise umfassen
die Bearbeitungsschritte eine Reihe von Stanzvorgängen. Die Bearbeitungsschritte können auch Biegevorgänge
enthalten, um die Kontaktarme zu bilden.
Vorzugsweise umfaßt das Verfahren die Befestigung des aus einem Stück bestehenden leitenden Teils in einem Teil des
Gehäuses durch eine Zahl von Befestigungsorganen, wobei
mindestens ein Befestigungsorgan für jeden Einzelteil vorgesehen ist, der abgetrennt werden soll, um einen getrennten
inneren Anschluß zu bilden·
SO9837/06S
— ε -
Vorzugsweise wird das aus einem Stück bestehende leitende Teil in einem Deckel eines Batteriegehäuses
befestigt..
Vorzugsweise erfolgt das Abtrennen durch Stanzen. Der Stanzvorgang kann durch das aus einem Stück bestehende
leitende Teil und durch einen Teil des Batteriegehäuses hindurch erfolgen.
Anhand der Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
Fig» 1 eine Draufsicht auf eine Batterie gemäß der
Erfindung mit abgenommenen Deckel, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Batterie von Fig. 1
mit aufgesetztem Deckel, Fig. 5 eine Untersicht des Batteriedeckels, bei der
die eingesetzte Zelle gestrichelt gezeichnet ist, Fig. 4 ein leitendes Teil, das zum Formen der inneren
Anschlüsse in der Batterie verwendet wird, Figo 5 eine Untersicht des Batteriedeckels vor der
Befestigung des in Fig. 4- gezeigten Teils,
Fig. 6 eine Ansicht ähnlich wie in Fig. 5 mit eingesetztem
leitenden Teil aus Fig. 4, und Fig. 7 eine Fertigungsfolge für die Herstellung des
in Fig. 4- gezeigten Teils.
Die in diesem Beispiel gezeigte Batterie ist von einer Art wie sie ähnlich in der GB-PS 1531800 beschrieben
wird. Sie besteht aus einem isolierenden Gehäuse, das vier 1,5 Volt-Trockenzellen enthält, die mit Hilfe von
inneren Anschlüssen in einem Deckel des Batteriegehäuses miteinander und mit zwei äußeren Batterie-Anschlußklemmen
verbunden sind.
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α _
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt die Batterie ein kastenartiges
Gehäuse 11, das vier zylindrische Zellen12 aufnimmt. Das Gehäuse 11 ist mit inneren Trennwänden 13
versehen, die vier im allgemeinen· rechteckige Abteilungen
14 bilden, von denen jede eine der Zellen 12 aufnimmt.
Das Batteriegehäuse und die Trennwände 1$ sind aus isolierendem
Material geformt, in diesem Fall aus thermoplastischem Kunststoffmaterial. Jede der Zellen 12 ist
in herkömmlicher Weise aufgebaut, und ein Anschluß wird durch das Gehäuse der Zelle und der andere durch eine
Mitteleioktrode 15 an ihrem oberen Ende gebildet. Fig.
zeigt den Deckel 16 des Gehäuses. Dieser ist ähnlich aus thermoplastischem Kunststoffmaterial geformt und trägt
zwei äußere Batterieanschlußklemmen 17 und 18, die die negative bzw. positive Anschlußklemme bilden und von denen
jede eine durch den Deckel hindurch mit einer Niete verbundene Schraubenfeder umfaßt.
Um die Zellen in der Batterie miteinander und mit den äußeren Anschlußklemmen 17 und 18 zu verbinden, ist eine
Zahl von inneren Anschlüssen an der unteren Fläche des Deckels 16 vorgesehen* Die inneren Anschlüsse können so
angeordnet sein, daß sie eine Seiben—, Parallel - oder
Reihen—Parallelschaltung herstellen bei dem nunmehr beschrie
benen Beispiel stellen die inneren Anschlüsse eine Reihenschaltung zwischen den Zellen her.
Alle inneren Anschlüsse sind in einem elektrisch leitenden Teil aus einem Stück vorgeformt, das in Fig. M- gezeigt
wird. Dieses wird durch eine Folge von Arbeitsschritten hergestellt, die nun unter Hinweis auf Fig. 7 beschrieben
werden. Figo 7 zeigt die Schritte A bis F des Fertigungsvorgangs. Ein einziger flacher Streifen 20 aus elektrisch
leitendem Material, der bei diesem Beispiel Stahl enthält, wird einer Reihe von Formungsschritten unterzogen«, Wie in
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- ίο -
Fig. 7 gezeigt, wird jeder Schritt des Fertigungsvorgangs
mit einem Stanzwerkzeug ausgeführt, und beim Schritt A wird eine Zahl von Fixierlöchern 21 zusammen mit zwei im
allgemeinen rechteckigen Durchbrochen 22 durch den Streifen
gestanzt. Bei Schritt B bildet ein weiterer Arbeitsgang des Stanzwerkzeugs vergrößerte Durchbrüche durch das Bleehma—
terial. Bei Schritt C formt das Stanzwerkzeug umfangreichere Durchbrüche. Bei Schritt D werden die Kanten einiger
vorstehender Teile nach oben aus der Ebene des Blechmaterials nach oben gebogen wie bei 23 angezeigt. Bei Schritt
E wird ein BearbeitungsVorgang durchgeführt, um gewisse
vorstehende Arme längs der gestrichelten Linen 24- so vor—
zubiegen, daß gewisse Teile des leitenden Streifens schräg geneigte Arme bilden, die aus der Ebene des Streifens herausstehen.
Bei Schritt F führt das Stanzwerkzeug einen Schneidvorgang aus, um das aus einem Stück bestehende leitende
Teil 26 vom Streifen zu trennen. Das abgetrennte Teil wird dann in Fig. 4 gezeigt. Der Deckel 16 ist so ausgebildet,
daß die untere Fläche, die in Fig. 5 gezeigt Form aufweist. Diese enthält nach unten vorstehende bogenförmige Rippen
an jeder Ecke, die in das offene obere Ende des in Fig. 1 gezeigten Gehäuses passen. Eine Zahl nach unten vorstehenden
Zapfen 28 ist so angeordnet, daß sie in die Fixier— löcher 21 eintreten, die in Fig. 7 gezeigt sind. Ein Mitteldurchbruch
29 und weiterer Durchbruch 30 ist für den Durchtritt der Nieten vorgesehen, welche die äußeren Anschlußklemmen
17 und 18 halten. Eine Zahl von Anschlägen 31, 32, 33 und 3A- ragt nach unten heraus. Zusätzlich sind vorstehende
Befestigungsteile 35 an vier Stellen an der Unterseite des Deckels vorhandene Diese vorstehenden Befestigungsteile
35 sind so angeordnet, daß sie in die Oberkanten der in Fig. 1 gezeigten Trennwände 13 eingreifen. Zwei Stützrippen
36 sind an den gegenüberligenden Seiten des Durchbruchs 30
vorgesehen und so angeordnet, daß sie die Arme der eingelegten Klammer 44 stützen und dadurch eine übermäßige Öffnung
dieser Arme verhindern.
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Beim Zusammenbau der Batterie wird das leitende Teil 26 in einem Stück vorgeformt, wie bereits in Bezug auf
Fig. 7 beschrieben wurde, und wird dann in den Deckel des Gehäuses eingebaut wie in Fig. 6 gezeigt. Die Stahlplatte
wird mit den Fixierlöchern 21 positioniert, die über die vorstehenden Zapfen 28 passen. Die Zapfen werden
dann wsrm gestaucht, um das leitende Teil 26 in seiner
Stellung festzuhalten. Wenn dieses fest positioniert ist, wird es in seiner Stellung im Deckel abgetrennt, um die
verschiedenen inneren Anschlußteile voneinander zu trennen. Das Trennen erfolgt durch einen Schneidvorgang
an den in Fig. 5 mit 57 bezeichneten Stellen. Dieser
Schneidvorgang erfolgt durch die Platte, die das leitende Teil 26 bildet, sowie durch den Deckel 16 hindurch.
Die Folge davon ist die Aufteilung des leitenden Teils in fünf getrennte innere Anschlußstücke, von denen jedes
am Deckel mit zwei Zapfen 28 befestigt ist. Auf diese Weise wird jedes getrennte innere Anschlußstück genau
im Deckel positioniert, obwohl nur ein einziger Positionier Vorgang erforderlich war. Dies vereinfacht die
Fertigung und stellt sicher, daß jeder der inneren Anschlußteile genau positioniert ist und weder falsch eingebaut
noch vergessen werden kann.
Die Stellungen der einzelnen Zellen 12 im Yerhältnis
zu den inneren Anschlüssen wurde in Fig. 3 mit gestrichelten
Linien gezeichnet. Das Kontaktstück 4-0 verbindet den Mittelanschluß von Zelle 46 mit dem Gehäuse
von Zelle 4-7. Das Kontaktstück 41 verbindet den Mittelanschluß
von Zelle 47 mit dem Gehäuse von Zelle 48o Das
Kontaktstück 42 verbindet den MittelansehluB von Zelle 48 mit dem Gehäuse von Zelle 49» Das Kontaktstück 45
bildet eine U-förmige Klammer 44, die gegen den Mittelkontakt von Zelle 49 anliegt und durch die "Verbindungs-
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niete die Verbindung mit der äußeren Anschlußklemme 18
herstellt. Das mittlere Kontaktstück 4-5 verbindet das
Gehäuse von Zelle 46 mit der äußeren Anschlußklemme 17 durch die Niete, die die Anschlußklemme 17 hält.
Die vorstehenden Teile 31 und 32 auf der Unterseite des
Deckels dienen als Anschläge, die<3ie Axialbewegung der Zellen
innerhalb der fertigen Batterie begrenzen. Die vorstehenden Teile 33 und 34 erfüllen den gleichen Zweck für
die beiden übrigen Zellen, bilden jedoch zusätzlich dazu ein seitliche Führung für die langen leitenden Arme der
Kontaktstücke 40 und 42.
Wenn das leitende Teil 26 im Deckel befestigt und der Trennvorgang durchgeführt ist, werden die Anschlußklemmen
17 und 18 befestigt, indem die Nieten durch die Durchbrüche 29 und 30 im Deckel und die entsprechenden Löcher
50 und 51 in den Kontaktstücken 44 und 45 geführt werden.
Eine Kunststoffscheibe wird zwischen der Anschlußklemme 17 und der oberen Fläche des Deckels 16 so angebracht,- daß
sie die Durchbrüche im Kunststoffdeckel verdeckt, die
durch den Trennvorgang der Kontaktstücke vom leitenden Teil 26 verursacht wurden.
Auf Grund des Biegevorgangs, der in Schritt E in Fig. 7 durchgeführt wurde, sind die verschiedenen inneren Kontaktstücke
mit federnden Armen versehen, die gegen die Zellen so anliegen, daß sie einen guten elektrischen Kontakt mit
diesen sicherstellen und geringfügige Änderungen in der Positionierung der Zellen aufnehmen. Es ist offensichtlich,
daß durch die Verwendung des beschriebenen Verfahrens zum Formen der inneren Anschlüsse in der Batterie der Zusammenbau
stark vereinfacht wird und da.ß keine Lötung oder Schweißung der Verbindungen zwischen den Zellen erforderlich
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ORiGiIMAL
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ist. Zusätzlich dazu wird die Folge der Arbeitsgänge für den Zusammenbau stark reduziert.
Nachdem der Deckel wie in Fig. 3 gezeigt fertxggestellt ist, wird er auf den oberen Teil des in Fig. 1 gezeigten
Gehäuses aufgesetzt, und die beiden* werden durch Ultraschallschweißung
miteinander verbunden. Bei diesem Arbeitsgang werden die vorstehenden Teile 27 mit den Oberkanten der
unteren Gehäusewandung "verbunden, und die vorstehenden Teile 35 auf der Unterseite des Deckels 16 werden mit den
Oberkanten der Trennwände 13 im unteren Teil des Gehäuses
verschweißt.
Die Erfindung wird nicht auf die Einzelheiten des vorstehend beschriebenen Beispiels beschränkt.
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Leerseite
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHE1. Elektrische Batterie, bestehend aus einem isolierenden Gehäuse, einer Zahl von einzelnen Zellen, die in diesem Gehäuse untergebracht sind, zwei äußeren Anschlußklemmen für den elektrischen Anschluß an die Batterie und einer Zahl von inneren Anschlüssen für die gegenseitige Verbindung der Zellen miteinander und mit den äußeren Anschlußklemmen, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Anschlüsse in einem Stück als leitendes Teil (26) vorgeformt, im Gehäuse (11,16) noch in einem Stück positioniert und befestigt und anschließend in dieser Stellung im Gehäuse voneinander getrennt werden, um eine Zahl von einzelnen inneren Anschlüssen zu bilden«2« Batterie nach Anspruch 1? dadurch gekennzeichnet, daß das aus einem Stück bestehende leitende Teil (26) im inneren eines Deckels (16) des Batteriegehäuses untergebracht ist«Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß di© inneren Anschlüsse eine Zahl von federnden Teilen (£!-0<) Vl9 42 9 43) enthalten, die so angeordnet sindsI09837/Q66I -Posischec^ter.te: Karlsruhe TS373-754 Bankkonto: Deutsche Bank AG Viilingen (BLZ 6947Q039) 146332daß sie sich gegen die Zellen anlegen, damit in der zusammengebauten Batterie die federnden Teile die Zellen in einer gewünschten Stellung festhalten.4. Batterie nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Anschlüsse aus einem einzigen blechartigen Teil (20) aus elektrisch leitendem Material geformt werden.5· Batterie nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekeimzeichnet, daß eine Zahl von Befestigungsorganen (28) am Batteriegehäuse vorgesehen ist, um das aus einem Stück bestehende leitende Teil am Gehäuse zu befestigen, wobei mindestens 1 Befestxgungsorgan (28) für jeden einzelnen Teil (40, 41, 42t 43) des aus einem Stück bestehenden leitenden Teils vorgesehen ist, der einen getrennten inneren Anschluß bilden soll.6. Batterie nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß eine Zahl von einzelnen Teilen des aus einem Stück bestehenden leitenden Teils (40, 41, 42, 43) aus der Ebene dieses Teils so herausgebogen wird, daß eine Zahl von Kontaktarmen gebildet wird.7. Verfahren für die Herstellung einer Zahl von inneren Anschlüssen für eine elektrische Batterie, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zahl von inneren Anschlüssen• an einem aus einem Stück bestehenden leitenden Teil ausgebildet, das aus einem Stück bestehende leitende Teil in einem Teil des Batteriegehäuses positioniert und befestigt, und dann das aus einem Stück bestehende leitende Teil in dieser Stellung im Gehäuse in eine Zahl von getrennten inneren Anschlüssen abgetrennt wird«,909837/06638. Verfahren nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß eine Zahl von inneren Anschlüssen als leitendes Teil aus einem Stück in einer Folge von Bearbeitungsschrittea an einem einzelnen blechartigen Stück aus elektrisch leitendem Material ausgebildet wird.^* Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsschritte eine Reihe von Stanzvorgängen enthalten«10.. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 —9j dadurch gekennzeichnet, daß das aus einem Stück bestehende leitende Teil an einem Teil des Gehäuses durch eine Zahl von Befestigungsorganen befestigt wird, wobei mindestens ein Befestigungsorgan für jeden Einzelteil vorgesehen ist, der abgetrennt werden soll, um einen getrennten inneren Anschluß zu bilden.11» Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung durch einen Stanzvorgang durch das aus einem Stück bestehende leitende Teil und durch einen Teil des Batteriegehäuses hindurch erfolgt.§09837/9663
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