DE1496244B2

DE1496244B2 - Stossfester akkumulator mit wickelelektroden

Info

Publication number: DE1496244B2
Application number: DE19651496244
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Priority date: 1964-08-04
Filing date: 1965-08-04
Publication date: 1973-08-23
Also published as: FR1411162A; GB1063178A; DE1496244C3; DE1496244A1; NL6510030A; US3565690A

Description

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das Gehäuse nahezu ganz ausfüllen läßt, ist aber Erfindungsgemäß kann weiter der mittige Stab beinoch mit einem viel bedeutungsvolleren Nachteil spielsweise durch Verkleben fest mit einer Isolierverbunden. Im Inneren des Gehäuses bleiben näm- scheibe verbunden sein, die eine öffnung aufweist, lieh keinerlei Räume mehr frei, die sich entwickelnde in die der Stab eingreift. Durch diese Maßnahme Gase aufnehmen können. Da nun zum Möglich- 5 wird eine Verbindung zwischen der zentralen und machen von raschen Entladungen der Scheider zur einer Endabstützung des Elektrodenwickels geschaf-Gänze mit Elektrolyt getränkt sein muß und die fen und damit die Stoßsicherung weiter verbessert. Ränder der positiven Wickelelektrode nur durch Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist überstehende Ränder dieses elektrolytgefüllten der mittige Stab hohl. Das ermöglicht zunächst das Scheiders vom auf negativem Potential liegenden io Verlöten der Kontaktlasche am Boden des Anschluß-Gehäuse getrennt sind, wird es beim Laden zu bechers und außerdem den Aufbau des Elektroden-Parasitärelektrolysen und somit zum Freisetzen von wickeis unmittelbar auf dem auf einen Wickeldorn Wasserstoff kommen. Bei einem Akkumulator, des- aufgeschobenen Hohlstab. Man vermeidet dabei den sen Gehäuse durch den Elektrodenwickel nahezu bei nachträglichem Einführen des mittigen Stabes ganz ausgefüllt ist, werden dabei auch beim Frei- 15 möglichen Abrieb von Materialteilchen, die wieder setzen von nur geringen Wasserstoffmengen bereits Kurzschlüsse in dem Akkumulator zur Folge haben hohe Überdrücke im Inneren des Akkumulators können.

auftreten können, die insbesondere bei hohen Be- Erfindungsgemäß bestehen die Anschlußlaschen

lastungen zu einer Zerstörung des Akkumulators zumindest teilweise aus blank gelassenen Teilen des

führen werden. 20 metallischen Elektrodenträgerbandes. Sie sind damit

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, zum Erhalt mit dem Elektrodenwickel einstückig und verbessern eines Akkumulators, der auch hohen Stoßbelastun- nach dem Verlöten mit dem negativen Gehäusegen gewachsen ist, den Elektrodenwickel im Inneren becher und dem positiven Anschlußkontakt die des Gehäusebechers bei gleichzeitiger Gewährleistung Festigkeit und Stoßsicherheit des Elektrodenwickels guter elektrischer Verbindungen mit den Anschluß- 25 im Gehäuse weiter,
kontakten fest zu haltern. Schließlich können erfindungsgemäß an den Enden

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch der Wickelelektroden und/oder über den Anschlußgelöst, daß die vorzugsweise negative Elektrode mit laschen und dem anschließenden Elektrodenrand dem Gehäusebecher unmittelbar längs einer an der Schutz- und Verstärkungshüllen vorgesehen sein, die außen liegenden Wicklung blank gelassenen Seiten- 30 zumindest einen Teil der Anschlußlaschen und der kante verlötet ist, daß in der Mittelachse des Wik- Elektroden überdecken. Nach einem letzten Merkmal kels ein an sich bekannter Stab aus Isoliermaterial der Erfindung sind die Anschlußlaschen über abgeangeordnet ist, daß zum Verkeilen des Wickels im rundete Verbindungsabschnitt mit dem eigentlichen Gehäuse gegen Axial verschiebungen eine zusätzliche metallischen Elektrodenträger verbunden. Durch Isolierscheibe eingesetzt ist, und daß zumindest eine 35 diese Maßnahmen ist insgesamt die Gefahr verrinder den Wickel an beiden Enden abdeckenden gert, daß die Anschlußlaschen und die umzuschla-Isolierscheiben mit Schlitzen für die Durchführung genden blanken Seitenkanten der Elektroden abder Anschlußlaschen versehen ist, die mit dem brechen und so den erfindungsgemäß erzielten guten mittigen Kontakt in elektrischem Kontakt stehen, der elektrischen Kontakt wieder in Frage stellen,
hierzu eine zentrale Öffnung der zusätzlichen Isolier- 40 Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der scheibe durchsetzt. Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschrei-

Man erhält so zunächst eine Sicherung des Elek- bung. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielstrodenwickels gegen Axialverschiebungen durch die weise dargestellt, und zwar zeigt
zusätzliche dritte Isolierscheibe, die den Elektroden- Fig. 1 teilweise aufgerissen eine perspektivische wickel im Gehäuse verkeilt. Der mittige Stab 45 Ansicht eines erfindungsgemäßen Akkumulators,
verhindert ein Aufwickeln des Elektrodenwickels F i g. 2 eine Abwicklung einer zum Aufbau eines nach innen und damit jedes bei Stoßbelastungen erfindungsgemäßen Akkumulators verwendeten, beigefährliche Spiel des Elektrodenwickels. Schließlich spielweise negativen, Elektrodenplatte,
ist die negative Elektrode nicht nur über eine Fig. 3 einen Schnitt bei Linie III-III der Fig. 2, Ansatzlasche mit dem Boden des Gehäusebechers 50 Fig. 4 eine Einzelheit einer abgewandelten Ausverbunden, sondern zusätzlich über die mit dem führungsform eines Elektrodenplattenanschlusses,
zylindrischen Abschnitt des Gehäusebechers verlötete Fig. 5 in verkleinertem Maßstab eine Einzelheit Seitenkante verschiebungsfest und mit gutem elek- des Akkumulators nach Fig. 1,
irischem Kontakt am Gehäuse gehalten. Man erhält Fig. 6 in verkleinertem Maßstab ein weiteres Teil so einen auch bei hohen Stoßbelastungen funktions- 55 des Akkumulators nach F i g. 1, und
tüchtigen Akkumulator. F i g. 7 einen Schnitt bei Linie VII-VII der F i g. 6.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, Fig. 1 zeigt einen Akkumulator 1 aus einem

daß zumindest eine der den Wickel an beiden Enden Metallgehäuse 2 mit vollem Boden 2 α und zwei

abdeckenden Isolierscheiben mit einer Ausnehmung Wickelelektroden 3 (negativ) und 4 (positiv), zwi-

versehen ist, in die mindestens zwei Anschluß- 60 sehen denen ein Scheider 5 angeordnet ist. Das

laschen jeder Elektrode durch die Schlitze hindurch Metallgehäuse 2 ist durch einen beispielsweise aus

umgeschlagen sind, wo sie am Kontakt elastisch zur getriebenem Metall bestehenden Deckel 6 verschlos-

Anlage gelangen oder mit diesem verlötet sind. sen, der mit dem offenen oberen Teil des becher-

Durch die Verdoppelung der Anzahl der Anschluß- förmigen Gehäuses verschweißt ist. Mit dem Deckel 6

laschen jeder Wickelelektrode wird eine Sicherung 65 ist fest ein mittiger Kontakt 7 verbunden, der aus

des elektrischen Kontaktes und außerdem eine leitfähigem Material gefertigt und beispielsweise

bessere Stromverteilung im Inneren des Akkumula- durch eine keramische Isolierscheibe 8 von Deckel 6

tors erreicht. isoliert ist.

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Eine Seitenkante 3 α der Wickelelektrode 3 ist an Elektrodenwickel als guter Stoßdämpfer bei Längs-

mehreren Punkten durch Elektroverschweißung am verschiebungen im Gehäuse.

Metallgehäuse 2 befestigt. Die Seitenkante 3 α kann Zahlreiche Verbesserungen sind möglich, um be-

vorteilhafterweise der Rand eines Bandes 9 sein, das stimmte Störungen, wie z. B. Zerbröckeln der

als Träger für die gesinterte aktive Masse 10 der 5 Elektroden beim Herstellen des Wickels oder

Wickelelektrode 3 dient (F i g. 2 und 3). Brechen der Anschlüsse zu vermeiden.

Die Wickelelektrode 4 hat zwei elektrische An- So ist es insbesondere vorteilhaft, die beiden schlüssell und 12, die vorteilhafterweise Teil des Enden der inneren Wickelelektrode, in dem erläu-Trägerbandes für die gesinterte Masse sind. Die An- terten Beispiel also der positiven Wickelelektrode 4, Schlüsse 11 und 12 stehen oben über den Elektroden- io mit einer auf die jeweiligen Abschnitte der Elektrode wickel vor und durchsetzen zwei in einer Isolier- aufgebrachten Klebeschutzhülle zu versehen. Desscheibel3 vorgesehene Schlitze. Die Ausbildung gleichen ist es günstig, auf dem Abschnitt 27 der dieser Isolierscheibe ist in den Fig. 6 und 7 gezeigt. innersten Windung der anderen Elektrode (hier also Fig. 6 zeigt insbesondere Schlitze 14 und 15, die der negativen Wickelelektrode3) eine Klebeschutzvon den Anschlüssen 12 bzw. 11 durchsetzt werden. 15 hülle vorzusehen. Die zentrale Schutzhülle am Die Anschlüsse 11 und 12 können in eine am oberen Abschnitt 27 verhindert, daß der Stab 23 beim EinTeil der Isolierscheibe 13 vorgesehene Ausnehmung führen Teilchen des gesinterten, zur Wickelelek-16 umgeschlagen werden. Das Ganze wird anschlie- trode3 gehörigen Materials ablöst und mitnimmt, ßend mit einer weiteren Isolierscheibe 17 abgedeckt. wodurch Kurzschlüsse entstehen könnten. In dieser ist eine zentrale Öffnung vorgesehen, durch 20 Vorteilhafterweise können auch die Anschlüsse, die ein einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser insbesondere die Anschlüsse 21 und 22 der Wickelaufweisendes Ende 7 α des Kontaktes 7 ragt, das mit elektrode 3 zumindest teilweise mit einem Stück den Anschlüssenil und 12 beispielsweise verlötet Klebeband umwickelt sein, wie dies in Fig. 2 bei ist. Der Kontakt 7 bildet somit die positive Klemme 28 und 29 gestrichelt angedeutet ist. Dabei ist dieses des Akkumulators. 25 Band über die Anschlüsse und die Platte 3 geklebt. Am anderen Ende des gewickelten Aufbaus ist Auf diese Weise wird ein Brechen der Anschlüsse einer der fest mit der negativen Wickelelektrode 3 vermieden. Gleichzeitig kann sich im Fall eines verbundenen und beispielsweise aus einem blank Bruches das den Anschluß darstellende Band nicht gelegten Teil des Bandes 9 dieser Platte bestehenden ins Innere des Akkumulators hineinschieben und Anschlüsse 21 und 22, nämlich der Anschluß 21, zu 30 dadurch gegebenenfalls Kurzschlüsse hervorrufen, erkennen. Durch Verwendung von gesinterten Platten mit Sie durchsetzen, ebenso wie die Anschlüsse 11 Tragbändern von ⁹/ioo mm Stärke wurden ausgezeich- und 12, Schlitze in einer Isolierscheibe 18. Diese ist nete Ergebnisse erzielt.

zwischen den unteren Abschnitt des Wickels und Derartige Elemente haben folgenden mechanischen

den Boden 2 α des Gehäuses eingebracht. Die An- 35 Belastungen standgehalten:

kann elektrisch durch die Wickelmitte hindurch vor- schleumgungen von 30 g in 10 ms,

genommen werden, solange der Wickel zum Zeit- — Beschleunigungen (Verzögerungen) von 42,5 g punkt des Einbringens in den Becher noch nicht an 40 in allen Richtungen während 5 Min. und diesem Mittelpunkt anliegt. In der Wickelmitte ist _ vibrationen mit 10 bis 70 Hz bei einer Höchstnämlich der zentrale Raum frei, den der Wickeldorn Schwingungsweite von 0,5 cm, und 70 bis 3000 beim Wickeln einnimmt. H_{2 und einer} Beschleunigung von 50 g vom

Damit sich die Spirale unter der Wirkung von Nulldurchgang bis zum Erreichen der maxi-

Stößen od. dgl. nicht abwickelt und damit so auf- 45 malen¹ Schwingungsweite, tretende Kurzschlüsse vermieden werden können,

wird in den freien Raum ein vorzugsweise aus Die Vibrationen wurden in zwei Richtungen mit

elastischem Kunststoff bestehender Stab 23 einge- einer Vibrationsfrequenzänderung von zwei Oktaven setzt. Am Ende dieses Stabes 23 ist ein Zapfen 23 a pro Minute durchgeführt.

verringerten Durchmessers gebildet, der in eine 5° Während dieser Versuche wurden die Elemente öffnung 24 in der Isolierplatte 18 eingreift (F i g. 5). auf ein Drittel ihrer Nominalkapazität entladen. Vorteilhafterweise wird beim Aufbringen der Isolier- Andere Zerstörungsversuche haben gezeigt, daß

scheibe 18 auf den Wicklungsabschnitt und auf den die schwachen Stellen des Elementes hauptsächlich Stab 23 ein Tropfen Leim in die öffnung 24 einge- die Anschlüsse waren. In einer abgewandelten Ausbracht und so die Isolierscheibe 14 mit dem Stab 23 55 führungsform wurde deshalb vorgesehen, die Anfest verbunden. Schlüsse an ihren Verbindungsstellen mit der eigent-

Nach einer anderen Ausführungsform kann der liehen Wickelelektrode zu verbreitern. Stab23 hohl und schon während des Wickelvor- Dies ist im einzelnen in Fig. 4 dargestellt. Ein

gangs auf dem Wickeldorn aufgebracht sein. Dadurch aus einem Teil des blank gelassenen Bandes bewird keinerlei gesintertes Material beim Einführen 60 stehender Anschluß 19 für eine Wickelelektrode 20 des Stabes 23 in die Wicklung losgelöst, und der ist in seinem Verbindungsabschnitt 19 a mit der zentrale Teil der Wicklung bleibt zugänglich, wo- Wickelelektrode 20 gegenüber seinem Außenabschnitt durch das elektrische Verschweißen der Anschlüsse 19 b verbreitert.

21 und 22 am Boden 2 α des Metallgehäuses 2 mög- Vorteilhafterweise erstreckt sich der verbreiterte

lieh ist. 65 Verbindungsabschnitt 19 α über ungefähr ein Drittel

Vorteilhafterweise ragt der Scheider 5 an beiden der Höhe des Anschlusses 19 und ist an seiner Basis Enden des Wickels über die Wickelelektroden hinaus. ungefähr doppelt so breit wie an seinem Außen-Dadurch wirkt der Scheider für den gesamten abschnitt 19 b.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Patentansprüche- Verringerung der Bruchgefahr beim Knicken " über abgerundete Verbindungsabschnitte (19 a)

1. Stoßfester Akkumulator mit Wickelelek- verbunden sind (F i g. 4).
troden, die einen aus gesintertem Material

bestehenden Träger haben und unter Zwischen- 5

lage eines Scheiders zu einem Wickel gerollt

und unter Zwischenlage von den Wickel an Die Erfindung betrifft einen stoßfesten Akkumu-

beiden Enden abdeckenden Isolierscheiben in lator mit Wickelelektroden, die einen aus gesintertem ein becherförmiges zylindrisches Metallgehäuse Material bestehenden Träger haben und unter eingesetzt sind, mit dem vorzugsweise die nega- io Zwischenlage eines Scheiders zu einem Wickel tive Elektrode über mindestens eine, beispiels- gerollt und unter Zwischenlage von den Wickel an weise am Becherboden verlötete Anschlußlasche beiden Enden abdeckenden Isolierscheiben in ein verbunden ist, während vorzugsweise die positive becherförmiges zylindrisches Metallgehäuse einge-Elektrode über mindestens eine durch Löten setzt sind, mit dem vorzugsweise die negative befestigte Anschlußlasche mit einem an dem den 15 Elektrode über mindestens eine, beispielsweise am Gehäusebecher verschließenden Deckel vorge- Becherboden verlötete Anschlußlasche verbunden sehenen mittigen metallischen Kontakt verbunden ist, während vorzugsweise die positive Elektrode ist, der die positive Anschlußklemme ist, da- über mindestens eine durch Löten befestigte Andurch gekennzeichnet, daß die vor- schlußlasche mit einem am den Gehäusebecher zugsweise negative Elektrode (3) mit dem Ge- 20 verschließenden Deckel vorgesehenen mittigen mehäusebecher unmittelbar längs einer an der außen tallischen Kontakt verbunden ist, der die positive liegenden Wicklung blank gelassenen Seitenkante Anschlußklemme ist.

(3 ä) verlötet ist, daß in der Mittelachse des Bei bekannten Akkumulatoren bzw. Akkumula-

Wickels ein an sich bekannter Stab (23) aus torenelementen dieser Bauart ist der Elektroden-Isoliermaterial angeordnet ist, daß zum Verkei- 25 wickel im Gehäusebecher nicht sicher gehaltert. So len des Wickels im Gehäuse gegen Axialverschie- liegt beispielsweise der Elektrodenwickel an seinem bungen eine zusätzliche Isolierscheibe (17) Umfang nicht durchwegs am Gehäusebecher an. Es eingesetzt ist und daß zumindest eine der den sind damit seitliche Versetzungen möglich. Zwischen Wickel an beiden Enden abdeckenden Isolier- dem oberen Ende des Wickels und dem die positive scheiben (13, 18) mit Schlitzen (14, 15) für die 30 Anschlußklemme darstellenden mittigen Kontakt ist Durchführung der Anschlußlaschen versehen ist, nur eine den Wickel abdeckende Isolierscheibe und die mit dem mittigen Kontakt (7) in elektrischem eine durch diese nach außen geführte und umge-Kontakt stehen, der hierzu eine zentrale öffnung schlagene Anschlußlasche vorgesehen. Das gleiche der zusätzlichen Isolierscheibe (17) durchsetzt. gilt für die Verbindung des unteren Wickelendes mit

2. Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch 35 dem Boden des Gehäusebechers. Eine Verkeilung gekennzeichnet, daß zumindest eine der den in Längsrichtung ist nicht vorgesehen. Bei hohen Wickel an beiden Enden abdeckenden Isolier- Stoßbeschleunigungen oder Verzögerungen kann es scheiben (13, 18) mit einer Ausnehmung (16) deshalb zu seitlichen Versetzungen oder Verschieversehen ist, in die mindestens zwei Anschluß- bungen des Wickels in Richtung seiner Längsachse laschen jeder Elektrode durch die Schlitze (14, 40 kommen. Der Wickel ist mit dem die negative Elek-15) hindurch umgeschlagen sind, wo sie am trode darstellenden Gehäusebecher nur über eine Kontakt (2 a, 7) elastisch zur Anlage gelangen einzige Lasche 45 verbunden. Diese wird bei seit- oder mit diesem verlötet sind. liehen Versetzungen und Verschiebungen in Achs-

3. Akkumulator nach Anspruch 1 oder 2, richtung des Elektrodenwickels relativ zum Gehäusedadurch gekennzeichnet, daß der mittige-Stab 45 becher beansprucht und bei hohen oder wiederholten (23) beispielsweise durch Verkleben fest mit einer Beanspruchungen sogar vom Boden des Gehäuse-Isolierscheibe (18) verbunden ist, die eine öff- bechers abgelöst. Die Funktion des Akkumulators nung (24) aufweist, in die der Stab (23) eingreift kann damit gestört oder völlig unterbrochen werden. (F i g. 5). Das gleiche kann auch auf Grund von bei Längs-

4. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 50 bewegung des Elektrodenwickels im Gehäusebecher bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mittige abgeriebenen Teilchen eintreten, die Kurzschluß-Stab (23) hohl ist. brücken zwischen den Wickelelektroden bilden. Ein

5. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 derartiger bekannter Akkumulator ist also bei hohen bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschluß- Stoßbelastungen nicht betriebssicher.

laschen (11, 12, 19, 21, 22) zumindest teilweise 55 Bei einem anderen gasdicht verschlossen zu beaus blank gelassenen Teilen des metallischen treibenden Akkumulator mit Elektrodenwickel soll Elektrodenträgerbandes bestehen. dieser den im Inneren des Gehäuses zur Verfügung

6. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 stehenden Raum nahezu ganz ausfüllen. Es könnte bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den das eine gewisse Stoßsicherung bedeuten. Der Akku-Enden der Wickelelektroden (3, 4) und/oder 60 mulator ist aber dennoch nicht betriebssicher. So ist über den Anschlußlaschen und dem anschlie- zunächst zwischen der negativen Elektrode und dem ßenden Elektrodenrand Schutz- und Verstär- Gehäuse keinerlei feste Verbindung hergestellt. Der kungshüllen (27 bis 29) vorgesehen sind, die elektrische Kontakt zwischen diesen beiden Teilen zumindest einen Teil der Anschlußlaschen und erfolgt lediglich als Berührungskontakt. Ein derder Elektroden überdecken (F i g. 2). 65 artiger Berührungskontakt ist selbstverständlich ins-

7. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 besondere bei Stoßbelastungen sehr störanfällig, bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschluß- Eine sichere Lage des Elektrodenwickels im Gehäuse laschen (19) mit dem Elektrodenträger (20) zur dadurch zu erreichen, daß man den Elektrodenwickel