DE1596121B1

DE1596121B1 - Akkumulatorenplatte mit einem massetraeger aus kunststoff und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE1596121B1
Application number: DE19661596121
Authority: DE
Inventors: Helms Jerry Leroy
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1965-07-02
Filing date: 1966-07-01
Publication date: 1971-05-06
Also published as: US3269863A; GB1086788A

Description

1 2

Die Erfindung betrifft eine Akkumulatorenplatte das Einsetzen und die Befestigung der Stromfahne in

mit einem Masseträger, der aus einer dünnen, durch- der Nut nach deren Überziehung mit der Metallbe-

brochenen und mit einer Metallbeschichtung über- schichtung erfolgt.

zogenen gitterförmigen Platte von geformtem, un- Der gemäß der Erfindung gegenüber dem Stand porösem Kunststoffmaterial besteht und mit einer an 5 der Technik erzielbare technische Fortschritt ist im dem Masseträger befestigten Stromfahne, die einen wesentlichen darin zu sehen, daß die Herstellung der verlängerten Ansatz mit Befestigungsvorsprüngen auf- Akkumulatorenplatten insbesondere dadurch erhebweist, lieh vereinfacht wird, daß die Stromfahne nachträg-

Bei der Entwicklung elektrischer Akkumulatoren lieh eingesetzt wird. Diese Maßnahme wirkt sich ins-

wurde erkannt, daß es wünschenswert wäre, das io besondere beim Maschinenpastieren sehr vorteilhaft

Akkumulatorplattengitter für die negativen und posi- aus.

tiven Platten wenigstens zum Teil aus einem billige- Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise an

ren und leichteren Material als Blei od. ä. herzustel- Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

len. Zu diesem Zweck wurde vorgeschlagen, zur BiI- F i g. 1 einen Aufriß der Akkumulatorenplatte ge-

dung des Akkumulatorenplattengitters Gazematerial, 15 maß der Erfindung,

Glasfiber, Polystyrolschaum, Asbest und andere offen- F i g. 2 einen vergrößerten Schnitt entlang der

zellige, poröse Kernstrukturen, die mit einem Metall- Linie 2-2 der F i g. 1,

Überzug versehen werden, zu verwenden. Bei derarti- F i g. 3 einen vergrößerten Schnitt entlang der

gen Gitterkonstruktionen ist es schwierig, zwischen Linie 3-3 der F i g. 1,

der leitenden Oberfläche auf dem Gitter und der 20 F i g. 4 einen Aufriß einer Stromfahne,

Stromfahne der Platte eine gute elektrische Verbin- F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 der

dung und zwischen dem Gitter und der Stromfahne F i g. 3,

eine elektrisch einwandfreie mechanische Verbindung F i g. 6 einen Aufriß eines Masseträgers und der

zu schaffen. Kunststoffplatte.

Aus der deutschen Patentschrift 746 829 ist eine 25 Die F i g. 1 bis 3 zeigen eine Akkumulatorenplatte

Sammlerelektrode mit aus plastisch verformbarem 10, wie sie in einem Bleiakkumulator verwendet wird.

Kunststoff hergestelltem und metallisiertem Masse- Die Platte kann entweder negative oder positive

träger bekannt, bei welcher eine aus Metall beste- Charakteristiken besitzen, und zwar abhängig von

hende Polfahne durch Umpressen, Umspritzen oder den darin verwendeten aktiven Materialien, die che-

Umgießen mit dem Kunststoff fest und unverrückbar 30 misch mit einer elektrolytischen Lösung reagieren,

in dem Träger eingelagert ist. um einen aus der Batterie fließenden Gleichstrom zu

Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung liegt erzeugen.

darin, daß die Stromfahne während des Herstellungs- Die Akkumulatorenplatte 10 schließt eine Mehrprozesses der Platte eingeformt werden muß. Damit zahl von diagonal angeordneten Öffnungen 12 in einer ist ein erheblicher herstellungstechnischer Aufwand 35 Kunststoffplatte 14 ein, wodurch, wie in Fig. 6 geverbunden, da erforderlich ist, die Preß-, Gieß- oder zeigt ist, ein Gittermuster gebildet wird. Die Kunst-Spritzform entsprechend kompliziert auszubilden. stoffplatte 14 besteht aus einem sehr widerstands-Darüber hinaus kann es durch das freie Anliegen der fähigen, unporösen, geformten Plastikmaterial wie Metallbeschichtung am oberen Teil der Stromfahne Polystyrol oder Polypropylen und weist eine Randleicht zu Beschädigungen der Metallbeschichtung 40 kante 16 auf, die entgegengesetzt gerichtete, vorkommen, so daß dann kein ausreichender elektrischer springende Kanten 17, 18 besitzt, welche aus einer Kontakt mehr gewährleistet ist. dünnen, mit Öffnungen 12 versehenen Innenplatte 19

Aus der deutschen Patentschrift 746 830 ist eine hervorstehen und diese umgeben. Durch einen solchen

Elektrodenplatte für elektrische Sammler aus einem Kern wird die Akkumulatorenplatte 10 ohne Ver-

Isolier-, insbesondere Kunststoffgerüst mit Metall- 45 ringerung ihrer Widerstandsfähigkeit sehr leicht und

Überzug bekannt, bei welcher die Dicke des Metall- die Kosten der Platte werden im Vergleich zu einer

Überzuges in der Richtung nach der Stromableitung Bleiplatte stark verringert.

und insbesondere zur Polfahne hin allmählich oder In der dargestellten Anordnung ist die Kunststoffstufenförmig zunimmt. platte 14 mit einem verstärkten Eckteil 20 in der

Diese Anordnung weist die gleichen Nachteile auf, 50 Innenplatte 19 versehen, wobei eine in diesem Teil die im Hinblick auf die Vorrichtung nach der deut- angebrachte Vertiefung 22 zur Führung und zur Aufsehen Patentschrift 746 829 bereits genannt wurden. lage des Stromfahnen-Mittelteils 24 einer Stromfahne

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 26 dient, die einen von der um die Kunststoffplatte Vorrichtung sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung verlaufenden Kante 16 nach außen gerichtetes verzu schaffen, durch welche es ermöglicht wird, bei 55 stärktes Stromfahnen-Oberteil 27 besitzt, einer Akkumulatorenplatte der eingangs genannten Die Kunststoffplatte 14 ist mit einem leitenden Art die Stromfahne in möglichst einfacher Weise der- Materialbelag überzogen, z. B. einem Belag 28 aus art auf dem Masseträger anzubringen, daß ein opti- Blei, um für den Stromfluß von der Akkumulatorenmaler elektrischer Kontakt erreicht wird. platte 10 zu der Stromfahne 26 eine im wesentlichen

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung 60 ebene, gleichflächige, leitende Oberfläche auf beiden

vor, daß der verlängerte Ansatz der Stromfahne in Seiten des Kerns zu schaffen. Die Innenplatte 19 ist

eine an einer Seite der Platte vorgesehene und von auf den einander gegenüberliegenden Seiten aufge-

der Metallbeschichtung überzogene Nut eingreift und rauht, damit der Belag 28 aus Blei haften bleibt. In

daß die Befestigungsvorsprünge durch die Platte hin- dem Eckteil 20 ist der Bleiüberzug zwischen dem

durchragen und an der gegenüberliegenden Seite der 65 Stromfahnen-Unterteil 24 und der Kunststoffplatte 14

Platte anliegen. angebracht. Der elektrische Kontakt zwischen beiden

Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß bei der wird durch eine Mehrzahl nietähnlicher Befestigungs-Herstellung der obengenannten Akkumulatorenplatte einrichtungen 30 am Stromfahnen-Unterteil 24 der

Stromfahne 26 erreicht. Diese Befestigungseinrichtungen sind durch vorgeformte Öffnungen 3.1 in die Kunststoffplatte 14 gesteckt und an ihren Enden mit einem Kopf versehen, damit sie in die Gegenseite der Kunststoffplatte 14 eingreifen, und zwar in gleicher Ebene oder unterhalb der Randkante 16 (Fig. 3).

Zusätzlich zur Ausführung eines ungewöhnlich guten elektrischen Kontaktes zwischen der Stromfahne 26 und dem elektrisch leitenden Belag 28 wird das Stromfahnen-Unterteil 24 auf Grund der bereits beschriebenen Anordnung auch bei Vibrationen mechanisch sicher befestigt. Außerdem verhindern die Kanten der Vertiefung 22 das Bewegen des Stromfahnen-Unterteils 24 relativ zu der überzogenen Kunststoffplatte 14, wodurch der nur geringe Beanspruchungen aushaltende dünne metallische Überzug 28 abgenutzt, zerbrochen oder in unerwünschter anderer Weise angegriffen und der gute elektrische Kontakt zwischen dem metallischen Überzug 28 und der Stromfahne 26 zerstört werden könnte.

Die Dicke der Innenplatte 19 der Kunststoffplatte 14 ist wesentlich geringer als die größte Abmessung der darin angebrachten Öffnungen 12. Demgemäß ist ein wesentlicher Teil des von der Kunststoffplatte 14 gebildeten Gittermusters von Öffnungen zur Aufnähme der aktiven Masse 32 bestimmt. Die Dicke der aktiven Masse 32 geht über beide Seiten der Platte 19 hinaus und wird durch die über die Platte 19 an jeder Seite vorstellenden Kanten 17 und 18 bestimmt. Diese Kanten dienen also auch dazu, eine gewünschte Plattendicke zur Aufrechterhaltung der seitlichen Stabilität gegen die Bewegung zwischen den in einer Batterie angeordneten Platten zu schaffen. Die Kunststoffplatte 14 besitzt bei starker mechanischer Beanspruchung, obwohl sie relativ offen ist, eine ausreichende Widerstandsfähigkeit. Wegen der Stärke der Kunststoffplatte 14 dient das darauf angebrachte Blei oder ein anderes Überzugsmaterial vor allem zur Stromleitung, so daß die Verwendung eines Legierungsbestandteils wie Antimon zur Verstärkung des Bleis nicht erforderlich ist.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird die Plattenanordnung nach F i g. 1 bis 3 durch Beschreibung des Herstellungsvorganges erläutert. In einem Anfangsschritt wird die Kunststoffplatte 14 durch Aussparen von Öffnungen 12 und 31 geformt. Dann wird die Vertiefung 22 beispielsweise durch einen Fräsvorgang geschaffen. Die Randkante 16 der Kunststoffplatte 14 wird dann durch einen Prägevorgang geschaffen, um darauf die verdickten, vorstehenden Kanten 17,18 zu bilden. Nach der Ausbildung des Masseträgers 1 folgt als nächster Schritt ein Sandstrahlvorgang, bei dem ein geeignetes Schleifmittel direkt gegen die Seiten der Kunststoffplatte 14 gerichtet wird, um das gewünschte Aufrauhen dieser Seiten zu erreichen. Als Schleifmittel eignet sich beispielsweise AL₂O., entsprechend einer lichten Maschenweite von 0,147 mm.

Die Kunststoffplatte 14 mit ihren aufgerauhten Seiten geht dann durch eine Flammsprühstation oder durch einen Mctallisiervorgang, wobei Blei gegen die aufgerauhten Oberflächen bis zu einer vorbestimmten Überzugsdicke gesprüht wird, und zwar vorzugsweise bis zu einer Dicke von 0,015 cm und mit einer minimalen Überzugsdicke von 0,0076 cm bis 0,0101 cm, um die leitende Schicht auf der Kunststoffplatte 14 zu bilden. Dann wird die Klemmenverbindung ausgeführt, bei der wie in der ersten Ausführungsform eine in der Kunststoffplatte 14 angebrachte Vertiefung 22 mit dem Stromfahnen-Unterteil in Eingriff gebracht und diese mit der überzogenen Kunststoffplatte durch Nieten verbunden wird.

Anschließend an den Niet-Schritt werden der Masseträger und die Öffnung 12 bis zu einer durch die Kanten 17 und 18 vorgegebenen Dicke pastiert.

Obwohl das Flammsprühen zur Bildung des metallischen Überzuges 28 vorzugsweise verwendet wird, können auch andere Verfahren zur Metallüberziehung, beispielsweise Vakuummetallisierung, Elektroplattierung und das Anbringen von pulverförmigem Material auf leicht weichgemachter Plastikbasis, benützt werden, um Platten des beschriebenen Typs zu formen. Außerdem kann, falls es gewünscht wird, der Eckteil 20 durch einen einleitenden Schritt überzogen werden, der dem überziehen der gesamten Kunststoffplatte 14 vorhergeht. Daran anschließend wird die Stromfahne 26 an der Kunststoffplatte 14 befestigt, dann können Kunststoffplatte 14 und Stromfahne 26 überzogen werden, um den elektrischen Kontakt zwischen Kunststoffplatte 14 und Stromfahne 26 zu verbessern.

Auf Grund der beschriebenen Konstruktion kann eine ungewöhnlich dünne Plattenkonstruktion mit gewünschten Stärkeeigenschaften erreicht werden, und zwar zusammen mit guten elektrischen Stromleiteigenschaften. Zusätzlich tritt eine wesentliche Verringerung der Kosten durch die Verwendung eines Masseträgers aus Kunststoff an Stelle von gewöhnlich bei üblichen Akkumulatorenplattengittern verwendetem Blei oder ähnlichem Material ein.

Claims

Patentansprüche:

1. Akkumulatorenplatte mit einem Masseträger, der aus einer dünnen, durchbrochenen und mit einer Metailbeschichtung überzogenen gitterförmigen Platte von geformtem, unporösem Kunststoffmaterial besteht und mit einer an dem Masseträger befestigten Stromfahne, die einen verlängerten Ansatz mit Befestigungsvorsprüngen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der verlängerte Ansatz (24) der Stromfahne (26) in eine an einer Seite der Platte (19) vorgesehene und von der Metailbeschichtung (28) überzogene Nut (22) eingreift und daß die Befestigungsvorsprünge (30) durch die Platte hindurchragen und an der gegenüberliegenden Seite der Platte anliegen.

2. Verfahren zum Herstellen einer Akkumulatorenplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsetzen und Befestigen der Stromfahne (26) in der Nut (22) nach deren Überziehen mit der Metailbeschichtung (28) erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen copy