DE7900550U1

DE7900550U1 - Akkumulatorbatterie mit mindestens zwei Zellen und einem Zellenverbinder

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Publication number: DE7900550U1
Application number: DE7900550U
Authority: DE
Original assignee: SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA
Current assignee: SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA
Priority date: 1978-01-18
Filing date: 1979-01-11
Publication date: 1979-05-17
Also published as: RO84901B; ES476968A1; EP0003133B1; YU6579A; EP0003133A1; CA1105555A; US4231631A; FR2415372B1; DE2960280D1; RO84901A; HU180937B; FR2415372A1

Description

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SAFT-SOCIETE DES ACCUMUXatEurS'i-'IXES ET DE TRACTION S.A. χ 156, avenue de Metz, 93230 ROMAINVILLE, Prankreich ·1

AKKUMULATORBATTERIE MIT MINDESTENS ZWEI ZELLEN UND |

EINEM ZELLENVERBINDER ^

Die Neuerung betrifft eine Akkuroulatorbatterie mit mindestens zwei durch eine einfache oder doppelte Kunststoffwand voneinander getrennten Zellen und einen Zellenverbinder, der durch die Wand verläuft, wobei eine Ringdichtung den ringförmigen zwischen dem Zellenverbinder und einem Öffnungsrand in der Wand vorhandenen Raum verschließt und axial zusammengedrückt wird. Die Viand kann eine einfache Wandung zwischen zwei im einzigen Ge- ' faß einer Monoblock-Akkumulatorbatterie vorhandenen Abteilen oder auch eine durch Nebeneinanderanordnung von unabhängigen Gefäßen zweier aneinandergrenzender Akkumulatoren gebildete Doppelwand sein.

In der FR-PS 71 02 851, veröffentlicht unter der Nr. 2 12 3 712, wird eine dichte Durchführung durch eine Viand für eine Verbindung zwischen einer Elektrode und einem äußeren Zel.lenpol einer Bleiakkumulatorbatterie beschrieben. Der Leiter durchquert eine Öffnung in der Wand, deren Durchmesser größer als der des Leiters ist; eine Dichtung verschließt die dabei verbleibende ringförmige Öffnung zwischen dem Leiter und dem Öffnungsrand. Die Abdichtwirkung der Dichtung mit der Wand und dem Leiter wird durch axiale Kompression der Dichtung zwischen einer I mit der Elektrode verbundenen Lasche und dem Zellenpol erreicht. | Der Verbindungsleiter seinerseits wird durch Verschmelzen von zur Lasche bzw. zum Zellenpol gehörenden Fortsätzen erreicht; Lasche und Zellenpol sind dabei aus Blei, und das Herstellen der

Verbindung erfolgt gleichzeitig mit dem Zusammenpressen der Dichtung, indem die beiden Teile durch die Öffnung in der Gefäßwand einander angenähert werden.

Wenn dieses System auch für Bleiakkumulatoren, bei denen die Zellenverbinder aus Blei bestehen, geeignet ist, so kann es jedoch nicht mehr eingesetzt werden, wenn die Zellenverbinder aus härteren, höherschmelzenden Metallen wie Stahl, Nickelstahl, Nickel oder Nickellegierungen bestehen, die üblicher weise bei Akkumulatoren mit alkalischem Elektrolyten zur Verwendung kommen.

Die Neuerung zielt auf die Herstellung von dichten Durchführungen für beliebige Metalle ab. Dieses Ziel wird durch die Maßnahmen gemäß Schutzanspruch 1 erreicht.

Die Schmelzverbindung, wie sie in der oben erwähnten FR-PS beschrieben ist, wird neuerungsgemäß durch Einspannmittel ersetzt, die in Verbindung mit einem Abstandsstück für eine mechanische und elektrische Verbindung sorgen. Ein stabiler elektrischer Kontakt ist selbst im Falle einer dauerhaften Verformung der Dichtung infolge Alterung oder bei Fließerscheinungen des Kunststoffs der Gefäßwandung gesichert.

Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen der Neuerung wird auf die Schutzansprüche 2 bis 10 verwiesen.

Die Variante gemäß Schutzanspruch 7 ist vorteilhaft, da sie eine einfache Montage erlaubt, vor allem bei Zellenverbindern von Monoblockbatfcerien. Da der Ring innen einen Durchlaß für den Elektrolyten zwischen den beiden durch die Wandung getrennten Abteilen freiläßt, muß in diesem Fall ein zweiter ringförmiger

Dichtring um die Klemmittel herum vorgesehen werden.

Anhand einiger Ausführungsbeispiele und unter Bezuonahme auf die beiliegenden sieben Figuren wird nachfolgend die Neuerung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch eine mit einer neuerungsgemäßen Durchführung versehene Monoblockbatterie.

Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 dargestellten Einspannmittel in einer Explosionszeichnung.

Fig. 3 zeigt eine Variante der Durchführung aus Fig. 1.

Fig. 3a zeigt einen Halbschnitt durch die Dichtungs-Scheiben-Einheit aus Fig. 3 in Vergrößerung.

Die Figuren 4 bis 7 sind den Figuren 1 und 3 entsprechende Darstellungen für Akkumulatorbatterien mit Einzelgefäßen, die jeweils verschiedene Ausführungen der neuerungsgemäßen Durchführung zeigen.

Fig. 1 zeigt eine dichte Durchführung eines elektrischen Leiters durch eine Kunststoffwand 1. Der elektrische Leiter kann zwei hier nicht dargestellte, in zwei durch die Wand 1 getrennten Abteilen 2 und 3 einer Monoblockbatterie untergebrachte Elektroden miteinander verbinden. Die Wand 1 weist eine Öffnung 4 auf, ir der ein metallisches Abstandsstück 5 mit zwei zur Wand 1 parallelen und jeweils auf einer Seite der Wand befindlichen Stützflächen 6 und 7 steckt. Der zwischen dem Abstandsstück 5 und dem Rand der Öffnung 4 vorhandene ringförmige Raum wird von einer Dichtung 8 eingenommen. Die Dichtung wird axial, d.h. senkrecht zur Wand, zwischen zwei Metallteilen 9 und 10 zusammengedrückt, die praktisch zur Wand parallele, sich gegenüberliegende Flächen besitzen

,mit und sich auf den Flächen 6 und 7 abstützen. Sie sind»jeweils

einer eier Elektroden verbunden, zwischen denen eine elektrische Verbindung hergestellt werden soll. Wie in Fig. 2 deutlich zu sehen ist, wird die Fläche 6 des AbstandsStücks 5 auf einer Schulter gebildet, über die hinaus sich ein mit einem Gewinde versehener Teil 11 erstreckt, der durch das Teil 9 hindurchgeführt ist und eine Mutter 12 aufnimmt, mit der das Teil 9 unter Zwischenschaltung einer Scheibe 13 auf die Schulter 6 gepreßt wird. Die Fläche 7 bildet eine Endfläche des Abstandsstücke 5, in die ein Gewindesackloch 14 gebohrt ist. In dieses Loch ist eine durch das Teil 10 gesteckte Schraube 15 geschraubt, die das Teil 10 unter Zwischenschaltung einer Scheibe 16 auf die Fläche preßt.

Durch die Wirkung der Einspannmittel, die aus Gewindeschaft 11, Mutter 12, Sackloch 14 und Schraube 15 gebildet werden, erfolgt die Kompression der Dichtung 8 und folglich auch die Abdichtung gegenüber Flüssigkeiten in Höhe der Durchführung. Der einzige Durchlaß zwischen den Abteilen 2 und 3 ist der ringförmige Raum, der durch die Dichtung 8 völlig dicht verschlossen wird. Andererseits liegen die Metallteile 9 und 10 auf dem Abstandsstück 5 sicher auf, was eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen diesen beiden Teilen gewährleistet. Durch das Abstandsstück wird die Kompression der Dichtung 8 begrenzt. Die so erhaltene elektrische Durchführung bleibt zeitlich gesehen stabil, selbst bei Verformungen der Dichtung 8 oder der Wand

Das gleiche Ergebnis könnte erzielt werden, wenn als Einspannmittel anstelle eines Systems aus Gewindeschaft und Muttei einerseits und Gewindesackloch und Schraube andererseits entweder zwei Systeme aus Gewindeschaft-Mutter zu beiden Seiten des Abstanc

Stücks oder zwei Systeme Gewindesackloch-Schraube in den beiden Seitenflächen des Abstandsstücks verwendet würde. Im letzteren Fall liegen die Gewindebohrlöcher entweder koaxial oder können auch verschiedene Achsen haben.

Die in Fig. 3 gezeigte Durchführung besteht zum Teil aus denselben Elementen wie die Durchführung aus Fig. I₁ die dann auch dieselben Bezugszeichen tragen. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß das Abstandsstück durch einen Ring 25 ersetzt wurde, durch den wie durch die Teile 9 und 10 eine Schraube 21 mit einer Mutter 22 verläuft. Die Einspannmittel bestehen also aus der Schraube 21 und der Mutter 22 sowie der Scheibe 23. Die Bohrung im Ring 25 bildet für den Elektrolyten zwischen den Abteilen 2 und 3 einen Durchlaß. Zur Abdichtung der Durchführung wird dieser Durchlaß durch eine zweite elastische Di_wchtung 27 verschlossen, die den Schaft der Schraube 21 umgibt und ihrerseits von einer mit ihr fest verbundenen Metallstützscheibe 28 umgeben wird, wie es Fig. 3 verdeutlicht, die die Kombination Dichtung-Scheibe vor dem Einbau zeigt. Die Dichtung 27 wird somit radial zwischen dem Schaft der Schraube und der Scheibe 28 komprimiert. Ferner wird sie in axialer Richtung zwischen, dem Schraubenkopf der Schraube 21 und dem Metallteil 10 eingeklemmt. Diese Kompression wird gleichzeitig mit der der Dichtung 8 durch Anziehen der Mutter 22 auf der Schraube 21 erreicht. Ebenso wie die Kompression der Dichtung 8 wird auch diejenige der Dichtung 27 durch das Aufliegen Metall auf Metall des Schraubenkopfes und des Teils 10 zu beiden Seiten der Scheibe 28 begrenzt. Das Altern dieser Dichtung kann daher nicht zu einem für die Qualität der

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elektrischen Verbindung nachteiligen Spiel führen.

Die Figuren 4 und 5 zeigen zwei Varianten der Durchführung aus Fig. 3. Die Dichtung 27 und die Scheibe 28 aus Fig.3 werden in Fig. 4 durch einen torischen Dichtring 37 in einer im Ring 25 vorhandenen Nut 38 und in Fig. 5 durch einen torischen Dichtring 37' in einer in der Schraube 21 vorhandenen Nut 38' ersetzt.

Fig. 6 zeigt eine andere Variante, bei der eine Doppelwandung durchquert werden muß, die durch Nebeneinanderanordnung zweier Abteile 2 und 3 mit den Wandungen 40- und 41 gebildet wird. In diesem Fall wird die Dichtung 8 durch eine Dichtung 48 mit rechtwinkligem Querschnitt ersetzt. Zwischen dem Ring 25 und der Dichtung 48 einerseits und den Metallteilen 9 bzw. 10 andererseits sind zwei schalenförmige Metallscheiben 43 und 44 als Stützscheiben angeordnet. Die Scheiben 43 und 44 sind zu den Wandungen 40 und 41 hin gekrümmt, um die Abdichtung zwischen ihnen und der Dichtung 48 zu begünstigen. Hierdurch wird gleichzeitig mit der Abdichtung zwischen den beiden Abteilen 2 und 3 auch die Abdichtung zwischen jedem der Abteile und dem Raum zwischen den beiden Wandungen, d.h. der Außenseite der Akkumulatoren erreicht. Eine Dichtung 47 ähnlich der Dichtung 37 aus Fig. 4 ist in einer Vertiefung 49 im Rincj 25 untergebracht und wird durch den Ring 25, den Schraubenschaft 21 und die Scheibe 43 begrenzt.

In einer hier nicht dargestellten Variante könnte die Dichtung 47 wie die Dichtung 37* in Fig. 5 in einer Nut in der Schraube 21 untergebracht sein.

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Die Ausführungsform gemäß Fig. 7 unterscheidet sich von der in Fig. 6 gezeigten dadurch, daß die Scheiben 43 und 44 durch Plastikteile 53 und 54 ersetzt werden, die zwischen der Dichtung 48 und den Metallteilen 9 und IO angeordnet sind, wobei der Ring 25 und eine Dichtung 57 mit den Teilen 9 und 10 in direktem Kontakt stehen. Die Teile 53 und 54 werden durch Zapfen befestigt, die in Bohrungen der Metallteile 9 und 10 hineinragen.

In einer hi-ur nicht dargestellten Variante könnte die Dichtung 57 wie die Dichtung 37' aus Fig. 5 in einer Nut in der Schraube 21 untergebracht werden.

Die Kennzeichen der beschriebenen Varianten können in verschiedener Weise k mbiniert werden.

So kann eine Dichtung wie 8 (Fig. 1,3,4 und 5) mit einer Doppelwandung verwendet werden oder eine Dichtung wie 48 (Fig.6 und 7) mit einer Einfachwandung. Eine Kombination Dichtung-Scheibe 27-28 (Fig. 3) kann anstelle der Dichtungen 47 und 57 in den Durchführungen der Figuren 6 und 7 zum Einsatz kommen, und die Dichtung 57 könnte die Dichtung 37 aus Fig. 4 ersetzen, Ein Abstandsstück wie in Fig. l kann mit einer Rechteckdichtung wie 48 und/oder bei einer Doppelwand angewandt werden.

Weiterhin kann im Rahmen der Neuerung die Form der Teile 9 und 10 geändert werden, wobai die sich gegenüberliegenden Seitenflächen nicht unbedingt eben sein müssen. Das Abstandsstück kann auch durch eine Verdickung auf einem oder beiden der Metallteile ersetzt werden, wie es in der vorerwähnten Patentschrift beschrieben wird.

Claims

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SCHUT ZANSPRUCHE

1 - Akkumulatorbatterie mit mindestens zwei durch eine ein-

£ fache oder doppelte Kunststoffwand voneinander getrennten Zellen

und einem Zellenverbinder, der durch die Wand verläuft, wobei eine Ringdichtung den ringförmigen zwischen dem Zellenverbinder und einem Öffnungsrand in der Wand vorhandenen Raum verschließt und axial zusammengedrückt wird, dadurch gekennzeichnet. daß die axiale Kompression mit Hilfe von Einspannmitteln (11,12,14,15,21,22) erreicht wird, d ie zu beiden Seiten der Kunststoffwand auf je ein Metallteil (9,10) mit zur Wand praktisch parallelen Seitenflächen drücken, wobei ein metallisches Abstandsstück (5,25) zwischen diesen Seitenflächen liegt und deren gegenseitigen Abstand bestimmt.

2 - Akkumulatorbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß das metallische Abstandsstück in Form einer Verdickung auf einer der sich gegenüberliegenden Seitenflächen eines der beiden Teile vorliegt.

3 - Akkumulatorbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsstück in Form einer Verdickung auf jeder der beiden sich gegenüberliegenden Seitenflächen der beiden Teile vorliegt, wobei die Verdickungen aufeinanderdrücken.

4 - Akkumulatorbatterie nach Anspruch 1, dadurc h gekennzeichnet, daß das Abstandsstück (5,25) zwei

zur Wand (1) parallele und auf beiden Seiten dieser Wand liegende Seitenflächen (6,7) aufweist, die auf den Metallteilsn (9,10) aufliegen.

5 - Akkumulatorbatterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Seitenflächen (6) des Abstandsstücks (5) aus einer Schulter besteht, über die ein mit einem Gewinde versehenes Teil (11) hinausragt, das das zugeordnete Metallte\l (9) durchquert und eine Mutter (12) aufnimmt, mit der das Metallteil (9) auf die Schulter gepreßt wird.

6 - Akkumulatoroatterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Seitenflächen (7) des Abstandsstücks eine Endfläche ist, in die ein Gewindesackloch (14) gebohrt ist, in das eine Schraube (15) geschraubt wird, die durch das zugeordnete Metallteil (10) hindurchgeführt ist und dieses Metallteil auf die Endfläche drückt.

7 - Akkumulatorbatterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsstück dur^h ei.-.en Ring (2B) gebildet wird, durch den Einspannmittel (21,22) geführt sind, und daß eine zweite, die Einspannmittel umgebende ringförmige Dichtung (27,37,37¹,47,57) vorgesehen ist.

8 - /skkumulatorbatterie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweibe Dichtung (37) mit dem ringförmigen Abstandsstück (25) und dem Einspannmittel (21) in Berührung steht.

9 - Akkumulatorbatterie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Dichtung (27) mit den Eins^nnmitteln (21) und einem der Metallteile (10) in Berührung stehe.

¹0 - /\kkumulatorbatteric nach Anspruch 7, d a d u r c .i gekennzeichnet, daß zu den Einsoannmi-Lein eine Schraube (2¹) gehört, deren Kopf auf eins der Metallteile (10) drückt und die eine Mutter (22) aufnimmt, die auf dan andere Metalltell (9) drückt.