DE1213904B - Sealing for pole bushings of electrical accumulators and process for their production - Google Patents
Sealing for pole bushings of electrical accumulators and process for their productionInfo
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Description
Abdichtung für Poldurchführungen von elektrischen Akkumulatoren und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung betrifft eine Abdichtung für die Poldurchführungen von elektrischen Akkumulatoren und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.Sealing for pole bushings of electrical accumulators and Method for their production The invention relates to a seal for the pole bushings of electrical accumulators and a process for their manufacture.
Bei der Anfertigung von metallischen Durchführungen durch die Wandungen von Akkumulatorenbehältern ist es notwendig, den Durchtritt des aggressiven Behälterinhaltes zwischen der Wandung und dem Polschaft mit Sicherheit zu verhindern. Gase und Flüssigkeiten können bereits durch feinste Spalte hindurchdiffundieren bzw. auf Grund von Kapillarkräften hindurchtreten, insbesondere geschieht dieses bei Flüssigkeiten, wenn eine Benetzbarkeit des an den Spalt angrenzenden Materials durch den Behälterinhalt infolge genügend niedriger Oberflächenspannung gegeben ist.When making metallic bushings through the walls of accumulator tanks, it is necessary to prevent the aggressive contents of the tank from penetrating to prevent between the wall and the pole shaft with certainty. Gases and liquids can diffuse through the finest gaps or due to capillary forces pass through, this happens in particular with liquids when wettability of the material adjoining the gap through the contents of the container as a result of sufficient low surface tension is given.
Die bisherigen Versuche, eine einwandfreie Dichtung herzustellen, konnten nicht befriedigen. So benutzte man beispielsweise elastisches Dichtungsmaterial, zum Teil profiliert, durch das jedoch der grundsätzliche Mangel, nämlich die Bildung eines für die Behälterflüssigkeit durchlässigen Spaltes, nicht behoben werden konnte. Bei metallischen Durchführungen durch Kunststoffe versuchte man ohne Dichtungsmasse auszukommen. Indes ist wegen der sehr verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Materialien diese Methode auf Werkstücke mit nur geringen Abmessungen beschränkt.The previous attempts to produce a perfect seal, could not satisfy. For example, elastic sealing material was used, Partly profiled, but through that the fundamental deficiency, namely the education a gap permeable for the container liquid could not be remedied. In the case of metallic bushings through plastics, attempts were made without sealing compound get along. However, it is because of the very different coefficients of thermal expansion of materials, this method is limited to workpieces with only small dimensions.
Die Lösung dieser Aufgabe ist besonders schwierig, wenn es sich darum handelt, eine Abdichtung zwischen Teilen aus verschiedenem Material mit stark unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu erreichen. In diesem Fall wird sich naturgemäß bei Temperaturschwankungen zwischen den beiden Teilen ein Spalt ausbilden.Solving this problem is especially difficult when it comes to it is a seal between parts made of different materials with very different to achieve thermal expansion coefficient. In this case it will be natural form a gap between the two parts in the event of temperature fluctuations.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bekannt, zur Abdichtung der Durchführungen von Rohrleitungen durch Mauerwerk oder im Maschinenbau plastische Dichtungsmassen anzuwenden. Die Verwendung derartiger Massen erschien in der Akkumulatorenfertigung bisher nicht möglich, da die Abdichtung der Poldurchführungen an elektrischen Akkumulatoren besondere Schwierigkeiten mit sich bringt.To avoid these disadvantages, it is known to seal the Penetrations of pipelines through masonry or in mechanical engineering plastic Apply sealants. The use of such masses appeared in the manufacture of accumulators So far not possible because the sealing of the pole bushings on electrical accumulators brings particular difficulties.
Diese Schwierigkeiten liegen insbesondere darin, daß die Polableiter und Polverbinder so. durch die Wandung bzw. durch den Deckel des Akkumulators geführt werden müssen, daß der Elektrolyt während der gesamten Lebensdauer des Akkumulators unter allen möglichen Betriebsbedingungen nicht aus dem Innern der Akkumulatorbehälter nach außen gelangen kann. Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erschwert, daß die in Akkumulatoren verwendeten sauren oder alkalischen Elektrolyte sich durch ein außerordentlich großes Kriechvermögen auszeichnen. Besonders schwerwiegend ist, daß eine positive Poldurchführung sehr stark ankorrodiert wird, wenn der Elektrolyt durch die Dichtung hindurchgetreten ist. Die Korrosion eines positiven Pols äußert sich beispielsweise in der Bildung von porösem Bleidioxyd, welches das Austreten von Elektrolyt in der Folge noch erleichtert. Hinzu kommt, daß elektrische Akkumulatoren in Massenfertigung hergestellt werden, so daß technisch aufwendige Lösungen von vornherein ausscheiden müssen.These difficulties are in particular that the pole arresters and pole connector so. passed through the wall or through the cover of the accumulator must be that the electrolyte during the entire life of the battery under all possible operating conditions not from the inside of the accumulator container can get to the outside. The solution to this problem is made more difficult that the acidic or alkaline electrolytes used in accumulators prevail are characterized by an extremely high creeping ability. What is particularly serious is that a positive pole leadthrough is very heavily corroded if the electrolyte has passed through the seal. The corrosion of a positive pole is expressed for example in the formation of porous lead dioxide, which the leakage of electrolyte as a result. In addition, electrical accumulators are manufactured in mass production, so that technically complex solutions of have to retire from the start.
Nach der vorliegenden Erfindung wird eine einwandfreie Abdichtung auch in diesem schwierigen Fall überraschenderweise dadurch erzielt, daß die Dichtungsflächen in dünner Schicht mit einer Substanz eingestrichen werden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie sowohl am Polschaft als auch am Material der Behälterwand fest haftet und außerdem die Eigenschaft besitzt, bei allen Temperaturen, denen die Dichtung ausgesetzt wird, plastisch verformbar zu sein. Außerdem ist diese Substanz alterungsbeständig und gegen die im Akkumulator auftretenden Gase bzw. gegen den Elektrolyten beständig. Wenn die Dichtsubstanz darüber hinaus auch noch hydrophob ist, wird der Durchtritt wäßriger Lösungen praktisch unmöglich gemacht. Als besonders vorteilhaft hat sich zu diesem Zweck Bitumen erwiesen. Jedoch eignen sich auch verschiedene andere Stoffe, wie z. B. Kunststoffe, insbesondere solche auf Vinylbasis, Kunststofflösungen, Gemische aus Bitumen und Kunststoffen, Gummilösung u. a. m. Nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird die Dichtsubstanz, beispielsweise das Bitumen, in einem leicht flüchtigen Lösungsmittel, vorzugsweise in Toluol, gelöst und mit einem Pinsel od. dgl. auf die Dichtungsflächen so aufgetragen, daß nach dem Verdunsten des Lösungsmittels eine Schicht von maximal 0,5 mm Dicke stehenbleibt. Dann wird das Metallteil in die Wandung eingesetzt und dort befestigt.According to the present invention, a proper seal is achieved even in this difficult case surprisingly achieved in that the sealing surfaces be coated in a thin layer with a substance that is characterized by this is that it adheres firmly to both the pole shaft and the material of the container wall and also has the property at all temperatures that the seal is exposed to being plastically deformable. In addition, this substance is resistant to aging and resistant to the gases occurring in the accumulator or to the electrolyte. If the sealing substance is also hydrophobic, the passage becomes aqueous solutions made practically impossible. Has proven to be particularly advantageous proven bitumen for this purpose. However, various other substances are also suitable, such as B. Plastics, especially those based on vinyl, plastic solutions, mixtures made of bitumen and plastics, rubber solution, etc. m. After the procedure of the present invention, the sealing substance, for example the bitumen, in a volatile solvent, preferably in toluene, and dissolved with a Brush or the like applied to the sealing surfaces so that after evaporation of the solvent a layer of maximum 0.5 mm thick remains. Then it will be the metal part inserted into the wall and fastened there.
Es hat sich gezeigt, daß sich nach diesem einfachen Verfahren eine außergewöhnlich gute Abdichtung der Poldurchführungen von elektrischen Akkumulatoren erzielen läßt, da das Bitumen gegen alle gebräuchlichen Elektrolyte beständig ist, ferner sehr gut an den in Frage kommenden Materialien haftet und auch in bezug auf seine Verformbarkeit bei den in Frage kommenden Temperaturen allen Anforderungen genügt.It has been shown that after this simple process a exceptionally good sealing of the pole bushings of electrical accumulators can be achieved, since the bitumen is resistant to all common electrolytes, also adheres very well to the materials in question and also in relation to its deformability at the temperatures in question meets all requirements enough.
Die Dichtungswirkung der dünnen Schicht kann noch dadurch erhöht werden, daß die Durchführung in an sich bekannter Weise mit einem Labyrinth umlaufender Nuten versehen ist, die ebenfalls mit der Dichtsubstanz bestrichen sind. Von dieser Möglichkeit wird beispielsweise dann mit besonderem Vorteil Gebrauch gemacht, wenn die betreffende Wandung, z. B. der Akkumulatordeckel, im Spritzgußverfahren aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt wird. Dann werden die mit einem Nutenlabyrinth versehenen und mit der Dichtsubstanz bestrichenen Polschäfte. in der Spritzform arretiert, und der Kunststoff wird um sie herumgepreßt.The sealing effect of the thin layer can be increased by that the implementation in a known manner with a labyrinth circumferential Grooves is provided, which are also coated with the sealing substance. Of this Possibility is used with particular advantage, for example, when the wall in question, e.g. B. the battery cover, in the injection molding process a thermoplastic material is made. Then those with a groove maze provided and coated with the sealing substance pole shafts. in the injection mold locks, and the plastic is pressed around them.
Auf diese Weise werden der Polschaft und die Kunststoffwandung einander formschlüssig angepaßt. Zwischen der Dichtsubstanz und dem Kunststoff entsteht ein inniger Kontakt, und beim Abkühlen des Kunststoffs in der Form sowie bei allen späteren Temperaturschwankungen gleicht die Dichtsubstanz die durch die verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten bedingte unterschiedliche Verformung des Metalls und des Kunststoffs so aus, daß keinerlei Undichtigkeiten entstehen können.In this way, the pole shaft and the plastic wall become one another positively adapted. A is created between the sealing substance and the plastic intimate contact, and when the plastic cools in the mold, as well as with all later The sealing substance resembles temperature fluctuations due to the different expansion coefficients conditional different deformation of the metal and the plastic so that no leaks can occur.
Die Zeichnung zeigt in Vergrößerung eine nach dem Verfahren gemäß der Erfindung abgedichtete Poldurchführung im .Schnitt. Als Beispiel wurde die Durchführung eines Endpols eines elektrischen Akkumulators durch den Batteriedeckel dargestellt; der mit der Dichtsubstanz 2 dünn bestrichene, mit Nuten 4 versehene Endpol 1 ist, wie oben beschrieben, in die Deckelwandung 3 eingespritzt.The drawing shows an enlarged one according to the method according to FIG the invention sealed pole leadthrough in .Schnitt. As an example, the implementation an end pole of an electrical accumulator represented by the battery cover; the end pole 1, which is thinly coated with the sealing substance 2 and provided with grooves 4, is as described above, injected into the cover wall 3.
Außer den genannten Vorteilen besitzt das Verfahren noch den Vorzug, daß es besonders rationell angewendet werden kann, da das Auftragen der Dichtsubstanz in. kürzester Zeit maschinell erfolgen kann. Da die Dichtsubstanz nur in einer .Stärke von Bruchteilen eines Millimeters aufgestrichen wird, ist auch der Materialbedarf sehr gering. Zudem ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur die Abdichtung von im wesentlichen kreisrunden Poldurchführungen möglich, sondern es läßt sich ohne weiteres auch bei Poldurchführungen mit beliebigen anderen Querschnitten anwenden.In addition to the advantages mentioned, the process also has the advantage of that it can be used particularly efficiently, since the application of the sealing substance can be done automatically in a very short time. Since the sealing substance is only in one strength is painted by fractions of a millimeter, so is the material requirement very low. In addition, the method according to the invention is not just about sealing of essentially circular pole bushings possible, but it can be Can also be used without further ado for pole bushings with any other cross-sections.
Claims (10)
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