DE1190068B - Verfahren zum festen Verbinden eines Deckels mit einem Zellengefaess fuer elektrische Akkumulatoren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIm

Deutsche Kl.: 21b-1/01

Nummer: 1190 068

Aktenzeichen: C 24370 VI b/21 b

Anmeldetag: 14. Juni 1961

Auslegetag: 1. April 1965

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum festen Verbinden eines Deckels mit einem Zellengefäß für elektrische Akkumulatoren, insbesondere mit alkalischem Elektrolyten, in welchem Zellengefäß und Deckel aus einem thermoplastisch verformbaren, Kunststoff bestehen. Akkumulatorenbehälter, bei welchem Zellengefäß und Deckel aus einem thermoplastisch verformbaren Kunststoff bestehen, sind an sich bekannt.

Bei allen bekannten Konstruktionen bereitet jedoch die dichte Verbindung eines eigentlichen Zellengefäßes mit dem Deckel erhebliche herstellungstechnische Schwierigkeiten. Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen. Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen geschlossenen Metallring gelöst, der zwischen dem Zellengefäß und dem Deckel angeordnet ist. Der geschlossene Metallring wird mittels Hochfrequenz erhitzt bis der Kunststoff um den Ring erweicht und der Deckel mit dem Zellengefäß unter Druckanwendung verschweißt werden kann.

Man hat schon vorgeschlagen, den Deckel mit dem Zellengefäß dadurch zu verbinden, daß man einen elektrisch beheizten Metalldraht längs der Berührungsfläche von Zellengefäßwand und Verschlußstück hindurchführt. Dieses Verfahren erfordert für Massenartikel einen viel zu großen Zeitaufwand, macht ein häufiges Erneuern des gleichen Drahtes notwendig und die einfache Schweißnaht ist schwach.

Dagegen werden das Zellengefäß und der Deckel nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch zwei voneinander unabhänige Schweißnähte verbunden, die sich auf der inneren und auf der äußeren Seite des Metallringes bilden, so daß eine Doppelnaht entsteht, die durch einen eingelegten Ring besonders stabil ist. Der zwischen der Doppelnaht gelassene Ring schützt den Behälter zusätzlich gegen Verformungen. Noch umständlicher als die Verwendung eines elektrisch beheizten Metalldrahtes ist die Anwendung einer heißen Metallplatte zur Wärmeübertragung von einem elektrisch beheizten Metallkörper auf den Deckel, die auch schon in Erwägung gezogen wurde. Dabei müssen der Metallkörper und die als Wärmebrücke dienende Metallplatte heiß gehalten werden und beide müssen ständig von einem zum anderen zu verschließenden Gefäß bewegt werden.

Dieses Verfahren kann nur bei Deckelformen angewendet werden, bei welchen der Deckel mit einem dünnen Rand versehen ist, was die Stabilität der Verschweißung und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens so beeinträchtigt. Demgegenüber kann das erfindungsgemäße Verfahren für Deckel verschiedenster Form Verfahren zum festen Verbinden eines Deckels
mit einem Zellengefäß für elektrische
Akkumulatoren

Anmelder:

Concordia Elektrizitäts-Aktiengesellschaft,

Dortmund, Münsterstr. 231

Als Erfinder benannt:

Arthur Kunke, Dortmund;

Werner Seepe, Dortmund-Hombruch

und Dicke durch einfaches Einschieben in eine Hochfrequenzspule ausgeführt werden.

Ferner ist zum Verschweißen von Kunststoffolien, die als Fußbodenbelag angewendet werden, ein Verfahren bekannt, bei welchem der als elektrische Leiter ausgebildete Heizdraht als Armierung innerhalb der auf diese Weise geschweißten Stoßnaht verbleibt. Die Anwendung dieses Verfahrens zum festen Verbinden eines Deckels mit einem Zellengefäß für elektrische Akkumulatoren würde gegenüber dem erfindungsgemäßen Verfahren folgende Nachteile aufweisen.

Der elektrische Leiter müßte direkt an eine Stromquelle angeschlossen werden und könnte also nicht in Form eines endlosen Metallringes ausgeführt werden. Der als Armierung in der Schweißnaht verbleibende Draht würde an zwei Enden aus der Kunststoffmasse herausragen und wäre den schädlichen atmosphärischen Einflüssen unterworfen.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Akkumu-Jatorenbehälters wird folgendermaßen vorgegangen:

Der Metallring, vorzugsweise ein Stahlring, wird auf den oberen Rand des eigentlichen Zellengefäßes aufgelegt. Anschließend wird dieser Ring mittels einer Hochfrequenz-Induktionsschleife so weit erhitzt, daß der ihn berührende Kunststoff zu schmelzen beginnt. Gleichzeitig wird der Deckel fest aufgedrückt und auf diese Weise ebenfalls der Kunststoff des Deckels an den Berührungsstellen mit dem Metallring zum Schmelzen gebracht. Dadurch kommt längs der äußeren und der inneren Kante des Metallringes eine innige und elektrolytdichte Schweißverbindung zwischen dem Kunststoff des Deckels und dem des Gefäßes zutande.

Als besonders zweckmäßige Form für den eingelegten Metallring hat sich ein solcher mit L-förmigem

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Querschnitt erwiesen, wobei ein besonderer Vorteil auch noch dadurch erhalten werden kann, daß der Ring an mehreren Stellen von Bohrungen durchbrochen wird. Auch an diesen Bohrungen erfolgt nämlich dann eine direkte Verbindung des Kunststoffes von Deckel und Gefäß.

An und für sich werden mit geschlossenen Metallringen verschiedene Profilformen, z. B. rund, die obenangeführten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichen. Der L-förmige Querschnitt stellt nur eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dar. Der Ring mit L-förmigem Querschnitt kann besonders leicht in einem Stanzvorgang in einem Stück hergestellt werden. Durch die L-Profilform werden die Schweißnähte besonders stabil, da sie bei gleicher Menge des Ringmaterials sehr breit und hoch ausgeführt werden können. Nach dem Erhitzen des Ringes und nach dem Aufdrücken des Zellendeckels ist die Verbindung besonders verschiebungssicher.

Die im Ring angeordneten Bohrungen haben den Vorteil, daß flüssiger Kunststoff durch die Löcher gepreßt wird und die Zugfestigkeit der Schweißnaht erhöht wird.

Sie erfüllen diesen Zweck auch bei anderen, z. B. runden Querschnitten.

Eine mögliche Ausführungsform für einen Akkumulatorenbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung ist in den anliegenden Figuren dargestellt und zwar zeigt die F i g. I eine Seitenansicht eines teilweise aufgeschnittenen gesamten Akkumulators, während die Fig. II die Verbindungsstelle zwischen Deckel und Zellengefäß mit dem eingelegten Ring in vergrößertem Maßstab veranschaulicht. Die F i g. III zeigt eine mögliche Ausbildungsform für den Metallring.

Der Akkumulatorenbehälter besteht aus dem eigentlichen Zellengefäß 1, aus einem thermoplastisch verformbaren Kunststoff, und einem Deckel 4, der am besten aus dem gleichen Kunststoff hergestellt ist. An der Trennfuge zwischen diesen beiden Bauelementen ist ein Metallring 2, vorzugsweise ein Stahlring, eingelegt, der in dem gezeigten Beispiel einen L-förmigen Querschnitt besitzt.

Die Schweißverbindung zwischen dem Kunststoff des Gefäßes 1 und dem des Deckels 4 erfolgt insbesondere längs der äußeren und der inneren Umlaufkante 5 bzw. 6 des Stahlringes 2 sowie bei den Bohrungen 3, die über den Umfang des Stahlringes 2 verteilt angeordnet sind.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum festen Verbinden eines Dekkels mit einem Zellengefäß für elektrische Akkumulatoren, insbesondere mit alkalischem Elektrolyten, in welchem Zellengefäß und Deckel aus einem thermoplastisch verformbaren Kunststoff bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß man einen geschlossenen Metallring (2) auf den Rand des Zellengefäßes (1) legt, den Ring mittels Hochfrequenz bis zum Schmelzen des Kunststoffes erhitzt und dann den Deckel (4) auf den heißen Ring fest aufdrückt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallring (2) mit L-förmigem Querschnitt verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallring (2) mit mehreren Bohrungen (3) verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 867 712, 863 255;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 042 679.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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