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Verfahren zum Zusammenbau und zum Einbau von Elementbechern oder -zellen
zu Batterien Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zusammenbau
und zum Einbau von Elementbechern oder -zellen für Batterien, insbesondere für Taschenlampen
und Anodenbatterien. Ferner bezieht sich die Erfindung auf Einrichtungen zur Erzeugung
von mit Schutzhaut versehenen, zu vereinigenden Elementbechern oder -zellen zu einem
einen integrierenden Körper bildenden Gefüge oder Blockstück.
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Was den bisherigen Stand der Technik anbelangt, so ist bereits der
Vorschlag gemacht worden, die Elementbecher mit einer einfachen oder doppelten,
adhärierenden Schutzhaut zu umgeben, wobei jedoch dieser Vorschlag rein theoretisch
das überziehen der Außenwände der Elementbecher ins Auge faßte, ein Vorgang; der
für den Großbetrieb keine Bedeutung besitzt und auch nicht erlangen kann, da fabrikatorische
Schwierigkeiten entgegenstehen. Ferner wurde ein Vorschlag gemacht, als Isolierung
eine Stoffhülle rings um den Elementbecher anzuordnen, welche in Verbindung mit
Klebemasse die Abdichtung bewirken sollte. Auch dieser Vorschlag kommt für den vorliegenden
Fall nicht in Betracht, und die dort erstrebte Wirkung ist für das Endergebnis belanglos.
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Endlich hat die Erfinderin selbst bzw. deren Direktor bereits früher
einen Vorschlag gemacht, gemäß welchem ein Arbeitsstempel ein oder mehrere dornartige,
durch Hebel drehbare Halte- und Zentriervorrichtungen trägt, auf welche die Zinkelektroden
(Zinkeinsätze) aufgebracht und durch Führungen so lange in ihrer Lage gehalten werden,
bis durch Erstarren einer eingegossenen Füllmasse in die Zwischenräume zwischen
den Zinkeinsätzen und der inneren Wandung einer über die Zinkeinsätze geschobenen,
durch ein äußeres Kaliber in Form gehaltenen Papphülse in derselben ein die Zinkeinsätze
einbettender Isolierfüllkörper entstanden ist. Diese Vorrichtung konnte auch maschinell
betätigt werden. Auf diese Weise entstand ein die Zwischenräume zwischen den einzelnen
Zellen voll ausfüllender Vergußmassekörper.
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Erfindungsgemäß werden, gegenüber diesen bereits bekannten Vorschlägen,
die Elementbecher oder Elementzellen mit je einer den Austritt von Flüssigkeit o.
dgl. an den etwa durch Korrosion beschädigten Stellen sicher verhütenden, vorzugsweise
gleichmäßigen Schutzhülle umgeben, wobei aber diese Schutzhülle oder Schutzhüllen
infolge von Erwärmung oder durch Einbringung von Verbindungsanordnungen o. dgl.
befähigt sind, beim Zusammenbau, z. B. durch Tauchen in Vergußmasse, Stege zu erzeugen
oder zu erhalten, die eine ortsfeste Verbindung mehrerer bzw. aller Becher oder
Zellen zu einem festen Gefüge bzw. zu einem integrierenden Batteriekörper derart
ermöglichen, daß dieses Gefüge bzw. dieser Körper als Blockstück in übliche Batteriebehälter
direkt oder unter
Erzeugung einer Abschlußschicht eingesetzt werden
kann. Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Schutzhülle jedes einzelnen
Bechers oder jeder einzelnen Elementzelte behufs Herbeiführung bzw. zur Erzeugung
der erforderlichen mechanischen Festigkeit' die Schutzhülle bildenden Vergußo. dgl.
Masse kalibriert bzw. auf eine bestimmte Stärke oder Dicke abgestellt wird. Diese
Kalibrierung der Schutzhüllen kann gegebenenfalls gleichzeitig mit der Aufbringung
der Isoliermasse auf die Außenwand der Becher oder Zellen bewirkt werden. Die Erzeugung,
der Schutzhüllen der einzelnen mit einer Isolationsmasse zu versehenden Becher oder
Zellen kann durch Tauchen, Bespritzen o. dgl. mit einer geeigneten Masse, vorzugsweise
mit einer Vergußmasse geschehen. Der Zusammenbau der einzelnen mit je einer Schutzhülle
versehenen Becher oder Zellen erfolgt zweckmäßigerweise in der Art, daß dieselben
nebeneinandergelagert und, mit oder ohne Festlegung in dieser Lage, derart erwärmt
werden, daß die eine gewisse Stärke oder Dicke aufweisenden Schutzhüllen aus Vergußmasse
o. dgl. zwischen den einzelnen Bechern oder Zellen zeitweilig, d. h. für kurze Zeit,
zum Fließen gebracht werden, worauf nach Erkalten dieser Masse die Becher oder Zellen
in ihrer Lage zu einem festen Gefüge bzw. zu einem bienenwabenartig gestalteten
Blockstück ortsfest vereinigt sind. Der Zusammenbau der einzelnen vorerst ohne Schutzhülle
ausgestatteten Elementbecher oder -zelten kann aber auch in der Art und Weise bewirkt
werden, daß die Schutzhüllen auf den einzelnen Bechern oder Zellen nebst den Verbindungsstegen
zwischen diesen einzelnen Bechern oder Zellen behufs wirtschaftlicher Fabrikation
in einem einzigen Arbeitsgange, z. B. mittels Tauchens, Spritzens o. dgl., erzeugt
werden, indem die in einer Lehre zeitweilig zusammengebauten oder in einer lehrenartigen
Einrichtung entsprechend zusammengehaltenen Becher- oder Zellenblöcke in Vergußmasse
o. dgl. eingebracht, getaucht bzw. geeignet behandelt werden, wobei die Vergußmasse
dann die einzelnen Becher oder Zellen nicht nur mit je einer Schutzhülle überzieht,
sondern auch die zwischen den Bechern oder Zellen befindliche Vergußmasse eine Stegbildung
zwischen den einzelnen benachbarten Bechern oder Zellen herbeiführt, so daß somit
ein festes, zusammenhängendes, blockartiges, durch Stegbildung ortsfest vereinigtes
Becher- oder Zellengefüge entsteht. Andererseits kann aber auch der Zusammenbau
in der Art und Weise erfolgen, daß man in die Zwischenräume zwischen den nach dem
eingangs beschriebenen Verfahren mit je einer Schutzhülle aus Vergußmasse versehenen
Bechern oder Zellen, nachdem dieselben beispielsweise vorher in einer Kalibriervorrichtung
behandelt worden sind, Ver-' gußmasse einfließen läßt, so daß aus diesen mit Schutzhülle
versehenen Bechern oder Zellen dann Becher- oder Zellenreihen entstehen bzw. ein
ortsfest zusammenhängendes, festes, blockartiges Gefüge aus mehreren Becher-oder
Zellenreihen gebildet wird.
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Es entsteht somit eine Batterie, bei der die einzelnen Becher oder
Zellen mit je einer isolierenden Schutzhülle versehen sind und bei der die einzelnen
Becher oder Zellen untereinander mittels kurzer Stege überbrückt bzw. zu einem einen
integrierenden Batteriekörper bildenden Gefüge vereinigt sind, wobei diese Stege
zwischen den einzelnen Bechern oder Zellen sitzen, während die Zwischenräume zwischen
diesen isolierten Bechern oder Zellen durch Luftschichten ausgefüllt werden.
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Bei den bisher erzeugten Kleinbatterien, insbesondere bei Taschenlampen
und Anodenbatterien, besteht der übelstand, daß sie häufig in kurzer Zeit unbrauchbar
werden, also wertlos sind, weil die bisher beliebte Trennung der Einzelelemente
durch Einfügung von Pappzwischenlagen oder von Paraffineingüssen bzw. durch Anordnungen
von Luftschichten die Verhütung von Kurzschlüssen, d. h. die Verbindung der Zinkbecher
untereinander bei Austritt von Feuchtigkeit bzw. von Elektrolyt aus durchfressenen
Zinkbechern, nicht allein nicht verhüten, sondern oft bei Schadhaftwerden solcher
Becher oder Elemente in gewissem Sinne ermöglichen, da z. B. die Pappzwischenlagen
die Feuchtigkeit aufspeichern und die Paraffin- o. dgl. Eingüsse infolge von Blasenbildungen
eine Selbstentladung begünstigen und somit eine völlige Zerstörung der Batterie
herbeiführen.
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Auch die Isolierung der einzelnen Becher durch Tauchen in Celluloselack
o. dgl. sowie durch gleichzeitige Anordnung von Luftschichten zwischen den Bechern
oder Zellen hat die vorbeschriebenen Mängel nicht völlig beseitigen können, denn
bei all diesen Vorschlägen ist stets die Gefahr vorhanden, daß bei Undichtwerden
auch nur einer einzigen Zelle die Nebenzelle oder die Nebenzellen Kurzschluß erhalten
können.
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Ferner hat man versucht, die eingebauten Zellen vollkommen in Vergußmasse
einzubetten. Dieses Verfahren ist aber aus dem Grunde unzweckmäßig, weil die Vergußmasse
an den Außenwänden der Zellen allzu schnell erstarrt und Zwischenräume entstehen.
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Es ist nun gelungen, unter Ausschluß irgendwelchen hygroskopischen
bzw. wasseraufnahmefähigen Isoliermaterials eine Batterie mit innigem, festem Gefüge
derart herzustellen, daß jeder einzelne Becher bzw. jede
Zelle für
sich mit einer Schutzhülle überzogen und mit der Nebenzelle durch eine starre Verbindung
ortsfest zusammengefügt ist, so daß jeglicher Kontakt bzw. Kurzschluß völlig ausgeschlossen
ist, wobei die Batterie leicht an Gewicht, ferner leicht auseinandernehmbar, daher
reparaturfähig, und als einwandfrei isoliert bezeichnet werden kann.
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Bei der Herstellung einer solchen Batterie kann beispielsweise in
der Art und Weise vorgegangen werden, daß man die einzelnen Zellen mit einer geeigneten
Schutzhülle, vorzugsweise aus Vergußmasse, überzieht und dieselbe, entweder direkt
oder nach entsprechender Kalibrierung, nebeneinander anordnet, worauf durch Erwärmung,
z. B. von oben, eine zeitweise plastische Einstellung der die Schutzhülle bildenden
Überzugsmasse erfolgt, so daß jeder Zwischenraum zwischen je zwei usw. Zellen mit
je einem Steg von Vergußmasse überbrückt wird.
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Derselbe Vorgang wird z. B. nach Umdrehen der Zellen- oder Becherreihe
von der gegenüberliegenden Seite aus wiederholt, so daß dann eine Zellenreihe oder
Becherreihe entstanden ist, die nach Abkühlung bzw. Erkalten der Vergußmasse bzw.
der überzugsmasse ein vollkommen festes und stets gleichmäßiges Gefüge darstellt.
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Werden nun mehrere derartige Einzelreihen zu einer Anodenbatterie
zusammengebaut, so kann man das Zusammenhaften der einzelnen Becher- oder Zellenreihen
zu einem integrierenden Blockstück in ähnlicher Art und Weise herbeiführen, wie
dieses Haften bei den einzelnen Becherreihen oder Zellenreihen bewirkt wurde, nämlich
durch Erwärmen von der einen Seite, d. h. also von oben, wodurch bei entsprechender
Haltung oder Einstellung der Einzelreihen ein Zusammenhaften der alsdann noch plastischen
Überzugsmasse und die Bildung von Verbindungsstegen zwischen den einzelnen Bechern
oder Zellen erfolgt. Ist das ganze Blockstück fertiggestellt, so besteht dasselbe
aus einem Gefüge, welches in gewissem Sinne bienenwabenartig wirkt, da dasselbe
aus einzelnen Bechern oder Zellen, die jeweils durch Stege mit den anliegenden -.Nebenzellen
ortsfest verbunden sind, zusammengesetzt ist.
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Die durch die vorliegende Erfindung herbeigeführten Vorteile einer
solchen Anodenbatterie sind nicht nur bedingt durch die Tatsache des Fehlens des
Pappeinbaumaterials, sondern auch durch die einfache und wirtschaftliche Herstellung,
welche einwandfrei jeden einzelnen Becher bzw. jede Zelle gegen Kurzschluß sichert,
da jede derselben gegenüber der benachbarten Zelle oder Zellen geschützt ist.
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Setzt man aber selbst den Fall, daß unter irgendwelchen Verhältnissen
oder Umständen eine oder mehrere solcher Zellen der Anodeno. dgl. Batterie den Übertritt
von Flüssigkeit gestatten, so würden auch dann die benachbarten Zellen durch den
Schutzhüllenüberzug noch vollkommen geschützt sein.
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Nachdem ein solches Blockstück aus mit Schutzhüllen versehenen und
ortsfest angeordneten Bechern oder Zellen erzeugt ist, wird dasselbe in übliche
Batteriebehälter, z. B. für Taschenlampen, Anoden- o. dgl. Batterien, eingesetzt,
nachdem die Überleitungsorgane durch eine zweckmäßigerweise aus Vergußmasse bestehende
Deckschicht abgedeckt wurden. Zu diesem Zwecke werden die zwischen den einzelnen
Bechern oder Zellen vorhandenen Luftzwischenräume zeitweilig mit Sand o. dgl. ausgefüllt,
worauf die die Überleitungsorgane abdeckende Deckschicht angeordnet wird. Nach Erstarren
dieser vorzugsweise aus Vergußmasse bestehenden Deckschicht wird das vorbeschriebene
Blockstück aus dem Behälter herausgenommen, so daß der Sand aus den Zwischenräumen
zwischen den Zellen abläuft. Nunmehr wird das mit der Deckschicht versehene Blockstück
in den üblichen Batteriebehälter eingesetzt, so daß alsdann die gebrauchsfertige
Batterie endgültig fertiggestellt ist.
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Es ist klar, daß Abänderungen in der Formgebung der Teile stattfinden
können, ebenso wie in der Auswahl des Materials zur Erzeugung der Schutzhüllen,
ohne den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, denn es ist einleuchtend,
daß gerade durch die Wahl eines geeigneten Überzugsmaterials, das die nötige Festigkeit
und Widerstandsfähigkeit gegen chemische und elektrische Einflüsse besitzt, verhindert
wird, daß irgendein Kontakt oder Kurzschluß zwischen zwei oder mehreren benachbarten
Bechern oder Zellen entstehen kann, da ja jeder Becher bzw. jede Zelle mit einer
derartigen Schutzhaut überzogen ist und somit eine völlig sichere Isolierung herbeigeführt
wird.