DE1289155B - Verfahren zum Befestigen von Stromabnahmeteilen an Akkumulatoren und galvanischen Elementen durch elektrisches Verschweissen und Stromabnahmeteil zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung von Stromabnahmeteilen an Akkumulatoren und galvanischen Elementen durch elektrisches Verschweißen mit den Kanten der Elektroden, welche an einem gegebenen Ende eines Wickels oder Blocks von Elektroden entgegengesetzter Polaritäten vorspringen, und bildet eine Verbesserung des in der französischen Patentschrift 1415 519 beschriebenen Verfahrens. Gemäß diesem Verfahren werden Stromabnahmeteile elektrisch an die Kanten der Elektroden einer gegebenen Polarität angeschweißt, welche an einem gegebenen Ende eines Wickels oder Blocks von Elektroden entgegengesetzter Polaritäten überstehen, welche durch einen entsprechenden : Scheider getrennt sind und eine Elektrolytzelle, einen Akkumulator oder ein elektrisches Element bilden. Dieses Verfahren- hat insbesondere folgende Vorteile.
• Der Strom wird an sehr zahlreichen Stellen an den Kanten der Elektroden abgenommen.
• Der Elektrodenwickel oder -block bildet nach seiner Überdeckung durch seine beiden Stromabnahmeteile ein kompaktes Ganzes.
• Dies hat zur Folge, daß die gemäß diesem Verfahren hergestellten Elektrolytzellen, Akkumulatoren oder elektrischen Elemente kräftiger sind und stärkere Entladestromstärken aushalten können als gleichwertige Zellen, Akkumulatoren oder Elemente mit Stromabnahmeteilen üblicher Ausbildung.
• Bei diesem Verfahren treten jedoch gewisse Schwierigkeiten auf, insbesondere hinsichtlich der Ausführung der -richtigen und regelmäßigen Anschweißung der. Stromabnahmeteile an allen. Stellen an die entsprechenden Kanten der Elektroden: Die -Erfindung bezvveekt, diese Schwierigkeiten zu vermeiden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch bemerkenswert, daß auf die Kanten der Elektroden einer gegebenen Polarität wenigstens ein Stromabnahmeteil aufgesetzt wird, welcher einen Teil dieser Kanten frei läßt, daß eine Gegenelektrode eines elektrischen Schweißgerätes mit :diesem frei liegenden Teil der Kanten der Elektroden so in Berührung gebracht wird, daß sie diesen wenigstens teilweise überdeckt, und daß -die Anschweißung -des -Stromabnahmeteils an die Kanten dadurch -vorgenommen -wird, daß auf dieses Stromabnahmeteil die Schweißelektrode des Schweißgerätes aufgedrückt wird.
• Auf diese Weise erfolgt die Anschweißung des Stromabnahmeteils an die Elektrodenkähten richtig und gleichmäßig an allen Stellen, da der elektrische Strom nur einen kurzen Weg zwischen jedem Punkt des Stromabnahmeteils und der Nachbarzone der Gegenelektrode zu durchfließen hat.
• Die Erfindung betrifft auch' Stromabnahmeteile" zur Anschweißung an die Kanten von Elektroden einer gegebenen Polarität, welche an einem Ende eines Wickels oder Blocks von Elektroden entgegengesetzter Polaritäten vorstehen, welcher eine Elektrolytzelle, einen Akkumulator oder ein elektrisches Element bildet, wobei der Stromabnahmeteil insbesondere dadurch bemerkenswert ist, daß er eine Klemme zur elektrischen Verbindung aufweist, welche fest mit einem Teil flacher Form verbunden ist, welcher nur einen Teil der Elektrodenkanten überdecken kann und einen anderen Teil frei läßt.
• Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise erläutert. F i g. 1 ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Stromabnahmeteils; F i g. 2 ist eine Draufsicht des in F i g. 1 dargestellten Teils; F i g. 3 ist ein durch das Zentrum der F i g. 4 gehender Schnitt längs der gebrochenen Linie III-HI, welcher das erfindungsgemäße Verfahren zur elektrischen Anschweißung von Stromaufnahmeteilen darstellt; F i g. 4 ist eine Draufsicht der F i g. 3 etwa längs der Schnittebene IV-IV der F i g. 3; F i g. 5 ist eine Seitenansicht eines anderen erfindungsgemäßen Stromabnahmeteils; F i g. 6 ist eine Draufsicht des an einem von ihm überdeckten Elektrodenblock angebrachten Stromabnahmeteils der F i g. 5; F i g. 7 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsabwandlung des Stromabnahmeteils der F i g. 5.
• F i g. 1 bis 4 zeigen die Anwendung der Erfindung auf einen in F i g. 3 bei 1 dargestellten Elektrodenwickel. Die Kante der Elektrode einer gegebenen Polarität des Wickels steht an einem Ende über, während -die Kante der Elektrode der anderen Polarität an dem anderen Ende des Wickels übersteht.
• Zur erfindungsgemäßen Stromabnahme werden Stromabnahmeteile reit einer -Klemme 2 zur Herstellung einer elektrischen-Verbindung benutzt, welche fest mit einem Teil 3 flacher Form verbunden ist. Der Teil 3 kann nur einen Teil der Elektrodenkanten des Wickels 1 überdecken, wobei er einen anderen Teil frei läßt. Der Teil 3 besitzt z. B. zweckmäßig die Form eines Sterns oder eines Malteserkreuzes, dessen Schenkel sich praktisch. über die ganze Breite oder den ganzen Durchmesser des Wickels erstrecken und zwischen sich Zwischenräume frei lassen.
• Zur elektrischen Anschweißung eines erfindungsgemäßen Stromabnahmeteils 4 wird dieser an einem Ende des Wickels 1 auf die Elektrodenkante aufgesetzt, welche er überdecken soll. Hierauf wird mit dem von dem Stromabnahmeteil 4 nicht überdeckten Abschnitt der Elektrodenkante eine Gegenelektrode 5 eines elektrischen Schweißgeräts in Berührung gebracht. In Fig.4 folgt dieGegenelektrode 5 praktisch dem sichtbaren äußeren Umriß des von dem flachen Teil 3: des Stromabnahmeteils 4 gebildeten Malteserkreuzes. Die Anschweißung des Teils 3 an die Kante der Elektrode erfolgt dadurch, daß einfach die Schweißelektrode 6 .des Schweißgeräts an verschiedenen Stellen gegen den Teil 3 gedrückt wird. Natürlich besteht ein gewisses -Spiel zwischen den Schenkeln des von dem Teil 3 gebildeten Malteserkreuzes und den ergänzenden Formen der Gegenelektrode 5, welche die zwischen den Schenkeln des Kreuzes frei gelassenen Zwischenräume ausfüllen, wie dies deutlich aus F i g.'4 hervörgeht.
• Zweckmäßig wird der Wickel l teilweise in einen zylindrischen Mantel 7 eingeführt, welcher eine Wand des Akkumulatorgefäßes bilden soll. Der in dem Mantel ? gehaltene Wickel t kann stabil von einem isolierenden Zwischenstück 8 getragen werden, welches in dem unteren Teil des Mantels gleitet, wie in F i g. 3 dargestellt. Das isolierende Zwischenstück 8 weist einen Hohlraum 9 auf, welcher einen bereits angebrachten und an die untere Kante des Wickels 1 angeschweißten Stromabnahmeteil 4 aufnehmen kann. Das Zwischenstück 8 ist z. B. an einer Platte 10 angebracht, welche gehoben oder gesenkt werden kann, wie durch die Pfeile angegeben. Durch diese Anordnung wird die elektrische Anschweißung des flachen Teils 3 erheblich erleichtert, da die Bahn des elektrischen Stroms zwischen der Schweißelektrode 6 und der Gegenelektrode 5 des Schweißgeräts auf eine sehr kurze Strecke begrenzt ist, welche gleich einem Bruchteil einer Windung ist. Wenn man dagegen einen die Kanten der Elektroden vollständig überdeckenden flachen Stromabnahmeteil durch Benutzung einer Gegenelektrode anschweißen würde, welche mit den äußeren Windungen des Wickels in Berührung steht, würde die Anschweißung in der Mitte des Wickels den Durchgang eines erheblichen Stroms erfordern, welcher einen großen Teil des Wickels durchfließen müßte.
• Ein weiterer erheblicher Vorteil wird dadurch erhalten, daß erfindungsgemäß die Bahnen des Schweißstroms genau bestimmt sind, so daß die Schweißung gleichmäßig erfolgt, während sonst die Bahnen des Schweißstroms schlecht definiert sind, wodurch die Schweißung unregelmäßig erfolgt.
• Der flache Teil 3 kann zweckmäßig aus dem gleichen Werkstoff bestehen wie der den Elektrodenträger bildende, z. B. aus gegebenenfalls vernickeltem Stahlblech oder -band, dessen Dicke größer als die des Elektrodenträgers sein kann. Die an jedem Ende des Wickels 1 vorspringenden Elektrodenkanten, welche durch den vorzugsweise blank gemachten Elektrodenträger gebildet werden, werden so unter den günstigsten Bedingungen mit der Platte 3 verschweißt.
• Die in F i g. 5 und 6 dargestellte Ausführungsform zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen Block oder Stapel von parallelen Elektroden. An jedem Ende des Elektrodenblocks 11 erscheinen nur die Kanten der Elektroden einer gegebenen Polarität.
• Erfindungsgemäß wird der Stapel n von einem Stromabnahmeteil 14 überdeckt, welcher eine Klemme 12 und eine Platte 13 aufweist, deren Funktionen mit denen der Klemme 2 und der Platte 3 des Stromabnahmeteils 4 der F i g. 1 und 2 identisch sind.
• Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist die Breite l der Platte 13 so gewählt, daß sie jede Elektrodenkante auf eine beträchtliche Strecke auf jeder Seite überstehen läßt. Anders ausgedrückt, die Seiten A-B und C-D der Platte 13 reichen über alle Kanten der Elektroden gleicher Polarität des Stapels 11, welche so durch die Platte 13 parallel geschaltet sind, während die Seiten A -D und B-C nur über einen Teil der Länge der Kanten der den Block 11 bildenden Elektroden reichen.
• Zur Vornahme der elektrischen Anschweißung des Stromabnahmeteils 14 an den Block 11 genügt es, beiderseits des Teils 14 eine Gegenelektrode anzubringen, welche z. B. die Form eines nicht dargestellten rechteckigen Rahmens hat, welcher sich insbesondere auf die Kanten der Elektroden einer gegebenen Polarität legt, welche auf jeder Seite der Platte 13 überstehen. Die Anschweißung kann dann unter Bedingungen erfolgen, welche vollständig denen der in F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen entsprechen, und die Verteilung der Schweißströme erfolgt in genau bestimmter Weise.
• In F i g. 7 weist der Stromabnahmeteil 15 eine Klemme 12 und einen Teil 16 auf, welcher z. B. so umgebogen ist, daß Randleisten entstehen, welche eine Art Klemmbacke bilden, in welche die aus dem Block 11 vorstehenden Enden der Elektroden einer Polarität eingeführt werden. Hierauf wird die Anschweißung wie in dem oben beschriebenen Fall vorgenommen.
• Ein zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es einen ausgezeichneten mechanischen Zusammenhalt des Elektrodenblocks oder -wickels gewährleistet. Die Elektroden behalten nämlich zeitlich die Form und gegenseitige Lage bei, welche ihnen vor und während des Schweißvorgangs erteilt wurden.
• Die Erfindung kann abgewandelt werden. So kann insbesondere die Schweißelektrode 6 auf ihrem größten Teil mit Ausnahme des aktiven Endes 6 a mit einem isolierenden Überzug überzogen werden, welcher den Arbeitsgang erleichtert und jede Gefahr eines Kurzschlusses zwischen der Elektrode 6 und der benachbarten Innenwand der Gegenelektrode 5 verhindert. Diese kann sogar auf ihrer Innenwand 5 a isoliert sein.
• Ebenso kann eine gewisse Automatisierung der Schweißvorgänge erzielt werden, welche insbesondere die Zufuhr der Elektrodenblocks oder -wickel, die Zufuhr und das Aufsetzen der Stromabnahmeteile auf die Kanten der Elektroden einer gegebenen Polarität, die Anbringung der Gegenelektrode, gegebenenfalls den Schweißvorgang, die Entfernung der Gegenelektrode und die Entfernung des Elektrodenblocks oder -wickels bewirkt. Wenn der Schweißvorgang automatisch vorgenommen wird, können zweckmäßig mehrere parallelgeschaltete Schweißelektroden 6 benutzt werden, welche an genau bestimmten Stellen angeordnet sind und sich symmetrisch gegen die Platte 3 legen.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Befestigung von Stromabnahmeteilen an Akkumulatoren und galvanischen Elementen durch elektrisches Verschweißen mit den Kanten der Elektroden, welche an einem gegebenen Ende eines Wickels oder Blocks von Elektroden entgegengesetzter Polaritäten vorspringen, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Kanten der Elektroden einer gegebenen Polarität wenigstens ein Stromabnahmeteil (4) aufgesetzt wird, welcher einen Teil dieser Kanten frei läßt, daß eine Gegenelektrode (5) eines elektrischen Schweißgeräts mit diesem frei liegenden Teil der Elektroden so in Berührung gebracht wird, daß sie diesen wenigstens teilweise überdeckt, und daß die Anschweißung des Stromabnahmeteils (4) an die Kanten dadurch vorgenommen wird, daß auf diesen Stromabnahmeteil (4) die Schweißelektrode (6) des Schweißgeräts aufgedrückt wird.
2. 2. Stromabnahmeteil für das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kante des Elektrodenwickels (1) überdeckende Abschnitt (3) des Stromabnahmeteils (4) ausgeschnitten ist, z. B. in Form eines Sterns oder eines Malteserkreuzes, und daß in diese Ausschnitte mit einem gewissen Spiel ausgeschnittene Abschnitte ergänzender Form der Gegenelektrode (5) des Schweißgeräts eingreifen.
3. 3. Stromabnahmeteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Polkopf (2, 12) zur elektrischen Verbindung aufweist, welcher fest mit einem Auflageteil (3, 13, 16) verbunden ist, welcher nur einen Abschnitt der Elektrodenkanten überdeckt und einen anderen Abschnitt frei läßt.
4. 4. Stromabnahmeteil nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflageteil (3, 13) eine flache Form hat.
5. 5. Stromabnahmeteil nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflageteil (16) auf die Seiten des Blocks (11) heruntergebogene Randleisten aufweist.
6. 6. Stromabnahmeteil nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflageteil (3, 13,16) aus einem Werkstoff besteht, welcher dem den Träger der Elektroden bildenden Werkstoff ähnlich ist.
7. 7. Stromabnahmeteil nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflageteil (3, 13, 16) etwa ebenso dick wie oder dicker als die Elektrodenunterlage ist. B. Stromabnahmeteil nach Anspruch 2 bis 7, zur Überdeckung eines Blocks (11) von parallelen Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflageteil (13) wenigstens eine rechteckige Platte aufweist, deren eine Seite sich über alle Kanten der durch den Stromabnahmeteil verbundenen Elektroden erstreckt, während die andere Kante zu den Kanten der Elektrodenplatten parallel ist.