DE1596129C - Zellenverbinder fur Akkumulatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zellenverbinder für Akkumulatoren, mit dem die Zellen des Akkumulators durch die Zwischenwand des Blockkastens hindurch miteinander verbunden werden.

Es sind Zellenverbinder bekannt, bei denen man versucht hat, durch Verwendung von elastischen Durchführungen oder Kunstharzen als Abdichtmittel einen flüssigkeitsdichten Abschluß an der Zwischenwand zu bilden und bei denen Verbinderteile auf die Polflächen aufgeschmolzen werden, um einen guten elektrischen Kontakt zu erhalten. Diese Verbindungen erfordern beim Zusammenbau der Einzelteile zahlreiche Arbeitsschritte und versagen häufig während der sonst normalen Lebensdauer des Akkumulators.

Es sind ferner Zellenverbinder mit weichen verformbaren Metallstiften bekannt, welche an den miteinander zu verbindenden Polen durch Verformung an beiden Enden festgehalten werden. Diese Zellenverbinder besitzen den Nachteil, daß an der Verbindungsstelle der positiven Polfläche häufig schädliche Korrosionen auftreten.

Es sind ferner Zellenverbinder bekannt, bei denen beide Polflächen mit Ansätzen ausgerüstet sind, welche Zur Kontaktgabe miteinander verschweißt werden. Diese Zellenverbinder gewährleisten keine gute Abdichtung, und die elektrische Schweißung erfordert zusätzliche Apparaturen und ist nur umständlich durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Zellenverbinder der genannten Art hinsichtlich Kontaktgabe und Abdichtung zu verbessern. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Zellenverbinder mit einem Polflächen entgegengesetzter Polarität benachbarter Zellen eines Akkumulators verbindenden, die Zwischenwand zwischen den Zellen eines Blockkastens durchdringenden Verbinderzapfen, dessen PolfläcHen mit der ihnen zugeordneten Zwischenwand zusammengepreßt werden, gemäß der Erfindung der Verbinderzapfen einstückig mit der positiven Polfläche geformt ist, in einer Durchbrechung der negativen Polfläche aufgenommen und durch Druck in axialer Richtung nach dem Zusammenpressen der Polflächen zur Vergrößerung seines Querschnittes gestaucht ist. Die Stauchung durch Druck auf beide Enden des Verbinderzapfens vergrößert den Querschnitt des Verbinderzapfens derart, daß die Durchbrechung in der Zwischenwand der beiden Akkumulatorzellen flüssigkeitsdicht abgeschlossen und die aufnehmende Polfläche dicht und elektrisch einwandfrei verbunden wird. Der Zellenverbinder nach der Erfindung verringert weitgehend durch Korrosion verursachte Verschlechterungen des Akkumulators und vermindert die Gefahr eines Ausfalles der elektrischen Verbindungen zwischen den Zellen. Der Zellenverbinder besteht aus nur wenigen Teilen, läßt sich leicht zusammenbauen und braucht mit der benachbarten Zelle nur an einer Stelle der negativen Polfläche verbunden zu werden. Mit dem Zellenverbinder wird an den Zwischenwänden des Blockkastens ein zuverlässiger flüssigkeitsdichter Abschluß erzielt. Da das in der aufnehmenden Polfläche liegende Ende des Verbinderzapfens von außen zugänglich ist, können mit besonderem Vorteil Verbinderzapfen und Polfläche durch Wärmeeinwirkung miteinander verschweißt werden.

Einige Ausführiingsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Zellenverbinder, dessen Polflächen und Verbindungselemente sich noch unverformt in der Einbaulage'befinden, im Schnitt,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht der beiden

.5 Verbinderglieder mit ihren Polflächen und dem Verbinderzapfen vor dem Zusammenstecken,

F i g. 3 den gleichen Zellenverbinder nach der Verformung im Schnitt,
F i g. 4 und 5 eine abgewandelte Ausführungsform

ίο eines Zellenverbinders vor und nach seiner Verformung, jeweils im Schnitt,

F i g. 6 und 7 eine weitere Ausbildung des Zellenverbinders vor und nach der Verformung im Schnitt,' F i g. 8 und 9 eine weitere Ausbildung des Zellenverbinders vor und nach der Verformung, jeweils im Schnitt,

Fig. 10 und 11 eine weitere Ausbildung des Zellenverbinders vor und nach der Verformung, jeweils im Schnitt.

ao Zur Verwendung in Verbindung mit den erfindungsgemäßen Zellenverbindern werden die Zwischenwände an einer vorbestimmten Stelle mit einem Durchbruch geeigneter Form und Größe versehen. Die Herstellung des Durchbruches kann durch Bohren, Stanzen oder auf andere Art erfolgen. Für den Zusammenbau sind von den Durchbrüchen der Zellwände vorzugsweise der Grat oder andere Teilchen zu entfernen, die unter Umständen eine einwandfreie flüssigkeitsdichte Abdichtung der ZeIlwände beeinträchtigen oder verhindern können.

Die erfindungsgemäßen Zellenverbinder zwischen den Zellen können beispielsweise so ausgebildet sein, wie in den Zeichnungen dargestellt ist. Die Zellenverbinder bestehen aus einem weichen, geschmeidigen Metall, wie sie beispielsweise allgemein bei Bleiakkumulatoren benutzt werden.

Wie F i g. 1 bis 3 zeigen, gehören zu einem ersten Verbinderglied 20 eine Polfläche 22 sowie ein Verbinderzapfen 24 mit einer sich nach außen erweiternden Ausnehmung 26, die zusammen das Steckglied bilden. Zu einem zweiten Verbinderglied 21 gehören eine Polfläche 23 mit einem Aufnahmeloch 27 mit einem sich nach außen erweiternden Lochbereich 28, die zusammen das Aufnahmeglied bilden. Beide Brückenglieder bilden nach dem Zusammenbau eine aus zwei Teilen bestehende Metallbrücke. Alle anderen hier dargestellten Ausbildungen sind Weiterbildungen der Grundform des Zellenverbinders nach Fig. 1 bis 3. Die Querschnittsgröße des Verbinder-

zapfens 24 ist etwas größer bemessen als die Größe des Aufnahmeloches 27 in der Polfläche 23 und etwas kleiner als der erweiterte Lochbereich 28.

Fig.2 zeigt die Relativstellung der Bauelemente beim Zusammenbau. Fi g. 3 zeigt die zusammenge-

baute, aus zwei Hälften bestehende Polbrücke in flüssigkeitsdichter Verbindung mit der Zwischenwand 25, wobei die Polflächen 22,23 flüssigkeitsdicht gegen die Zwischenwand 25 gepreßt sind. Wie zu erkennen ist, ist der Verbindungszapfen24 in Fig.3 unter Druck verformt worden, so daß das Metall in der konischen Ausdehnung 26 den sich erweiternden Lochbereich 28 des Aufnahmeloches 27 in der Polfläche 23 im wesentlichen ausfüllt. Hierdurch wird eine flüssigkeitsdichte und elektrisch leitende Ver-

bindung zwischen beiden Hälften der Metallbrücke gewährleistet. Bei der unter Druck erfolgenden Verformung der sich erweiternden Ausnehmung 26 wird der Verbindungszapfen 24 axial zusammengepreßt;

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wodurch er sich radial verbreitert und den Durch- schenwand und in dem Aufnahmeloch 27 der Polbruch 29 in der Zwischenwand 25 ausfüllt. Hierdurch fläche 23 festgeklemmt, wobei der Zwischenwandwird die Zwischenwand gegen den Zapfen gepreßt, durchbruch und das Aufnahmeloch leicht·verformt so daß sich ein flüssigkeitsdichter Abschluß ergibt. werden und eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwi-

AIs Beispiel für die Abmessungen der Elemente 5 sehen den benachbarten Zellen entsteht. Dabei wer-

von F i g. 1 bis 3 sei erwähnt, daß der Durchmesser den auch die beiden Polflächen in einen dicht

des Zapfens 0,08 mm größer sein kann als der Durch- abschließenden Kontakt mit der Zwischenwand 25

bruch in der Zwischenwand und das Aufnahmeloch gebracht. Der Verbinderzapfen 24 der Polfläche 22

27. Die Flächen, welche den sich erweiternden Loch- kann den gleichen Querschnitt oder Durchmesser

bereich 28 bilden, können unter einem Winkel von io haben wie der Durchbruch 29 in der Zwischenwand

etwa 10° zur Lochachse verlaufen. Hierdurch wird oder das Aufnahmeloch 27 der Polfläche 23 oder

nach dem Zusammenbau der Teile ein Preßsitz und beide. Der flüssigkeitsdichte Abschluß entsteht durch

ein flüssigkeitsdichter Abschluß zwischen benachbar- den dicht abschließenden Kontakt der Polflächen 22,

ten Zellen infolge· der Verformung der aus Weich- 23 mit den gegenüberliegenden Flächen der Zwi-

metall bestehenden Polbrücke sowie infolge der Ver- 15 schenwand 25 und durch die Ausweitung des Zapfens

Schiebung des Zwischenwandmaterials erreicht. 24 und des Durchbruches 29 innerhalb der elasti-

Eine weitere Ausführungsform zeigt Fig.4. Hier sehen Grenzen des Zwischenwandmaterials. Diese

ist der Verbindungszapfen 24 α leicht konisch ausge- Art Abdichtwirkung tritt in gewissem Umfang bei

bildet, um einen Preßsitz in einer an der Polfläche allen hier beschriebenen Ausführungsbeispielen auf.

23 a vorgesehenen Ringschulter 31 α zu bilden. Wie 20 Vorzugsweise haben die keilförmigen Verbinder-Fig. 4 zeigt, ragt die Ringschulter 31 α nicht ganz zapfen24,24a, 246,24cund 24d jedoch einen Querdurch den Durchbruch 39 a in der Zwischenwand schnitt, der unwesentlich größer ist als die betreffen-

25 hindurch, so daß sich ein Zwischenraum 32 a den Durchbrüche der Zwischenwände und Aufergibt, der beim Zusammenpressen der gegenüber- nahmelöcher und dadurch gewissermaßen eine liegenden Außenseiten der Polflächen 23 a, 22 a durch 35 Vorabdichtung bewirkt.

die Verformung des Metalls und der Zwischenwand Nachdem auf die Polflächen 22, 23 Druck ausgeübt

geschlossen wird. F i g. 5 zeigt diese Ausführungs- worden ist, um diese in eine dicht abschließende

form nach ihrem Zusammenbau. Der letzte Arbeits- Verbindung mit der Zwischenwand 25 zu bringen

schritt besteht darin, auf von den konischen Aus- und den Verbinderzapfen 24 fest in den Durchbruch

nehmungen 26 a, 30 a gebildeten Bereichen einen aus- 30 29 und das Aufnahmeloch 27 zu pressen, wird unter

reichend starken Druck auszuüben, um die Ver- Aufrechterhaltung des Druckes ein Preßdorn durch

formung zu bewirken. ein Loch in der auf der Polfläche 23 aufliegenden

Eine Weiterbildung des Ausführungsbeispiels von Druckplatte in eine stirnseitige Ausnehmung des

Fig. 4 und 5 zeigen Fig. 6 und 7. Der Verbinder- Verbinderzapfens gesteckt, um den Zapfen an

zapfen 24 6 ist hier kürzer als der Verbinderzapfen 35 seinem Ende in dem erweiterten Lochbereich 28 der

24 a, und das Aufnahmeloch 27 & hat eine Aufwei- Polfläche 23 auszuweiten. Hierdurch wird eine austung356, die allgemein dem verkürzten Verbinder- gezeichnete elektrische Verbindung zwischen den zapfen246 entspricht. Fig. 7 zeigt diese Ausfüh- beiden Polflächen22 und 23 erzielt, wobei durch die rungsform nach ihrem Zusammenbau. radiale Ausweitung des Verbinderzapfens 24 gleich-Weitere Varianten zeigen F i g. 8 und 10. F i g. 9 40 zeitig ein korrosionsbeständiger, flüssigkeitsdichter

und 11 zeigen diese Varianten nach dem fertigen Abschluß zwischen benachbarten Zellen gewähr-

Zusammenbau. leistet wird.

Zum Zusammenbau der Batterie werden in den Der Preßdorn und die Andruckplatten werden Zwischenwänden 25 Durchbrüche 29 der erforder- dann entfernt und der gleiche Vorgang bei der liehen Größe vorgesehen. Die Verbinderglieder 20 45 anderen Polbrücke oder Polbrücken des Akkumula- und 21 werden an den Plattenfahnen angeschweißt tors wiederholt. Durch den Akkudeckel werden dann und die Plattenblöcke in benachbarten Zellen in her- geeignete Polklemmen hindurchgeführt. Das Aufkömmlicher Weise eingesetzt. Anschließend werden setzen des Blockdeckels und seine Befestigung erfoldie Verbinderzapfen 24,24 a, 246,24 c und 24 d der gen in herkömmlicher Weise, nachdem alle Zellen Zellenverbinder durch die Durchbrüche 29,29 a, 296, 50 in Reihe miteinander verbunden und die Zellenpole 29 c bzw. 29 d. der Zwischenwände und durch das angeschlossen oder hergestellt worden sind. Eine Aufnahmeloch 27,27a, 276,27c bzw. 27d der Pol- zusätzliche Versteifung erhält man, wenn man die fläche 23 gesteckt. An die Polflächen 22,23 der ver- äußeren Enden der Verbinderzapfen 24 an die beschiedenen Ausführungsformen werden dann Druck- nachbarten Polflächen 23 anschweißt. Für diesen platten angelegt. Für diesen Arbeitsschritt kann die 55 Warmschweißvorgang kann man den Akkumulator gegen die Polfläche 23 anliegende Druckplatte ein so zur Seite drehen, daß eine geeignete Brenner-Loch aufweisen, um zu verhindern, daß von dieser flamme auf die Flächen einwirkt, an denen die Druckplatte ein Druck auf den Verbinderzapfen Verbinderzapfen 24,24 a, 246,24 c und 24 a* von den 24 der verschiedenen Ausführungsformen augeübt Polflächen 23 umgeben sind. Man kann aber auch wird. 60 die anzuschweißenden Flächen mit Hilfe eines· er-

Anschließend wird im Bereich der Ausnehmung hitzten, wärmeleitenden Werkzeuges anschweißen.

26 beidseitig Druck ausgeübt, so daß sich die Pol- Auf diese Weise wirkt genügend Wärme ein, um fluchen in den Durchbrüchen der Zwischenwände die gewünschte Warmverschmelzung ohne Beschädiin radialer Richtung ausdehnen. Zur Erzielung der gung des Kunststoffmaterials, aus welchem die Zwigewünschten Abdichtung und Verformung können 65 schenwände bestehen, durchführen zu können. Dieses Drücke bis zu 140 kg/cm² angewandt werden. Der Material kann eine Schmelztemperatur von etwa konische Verbinderzapfen 24 der verschiedenen Aus- 160° C haben. Um eine Korrosion durch die Säure fUhrungsformen wird dabei im Durchbruch der Zwi- weitgehend zu verhindern, die sich im Bereich der

Plusplatten überaus unangenehm bemerkbar macht, sind die vorgeformten Verbinderzapfen der Polbrücken auf derjenigen Seite der Zwischenwand angeordnet, an der die Verbinderglieder 20 an den Plusplatten angeschmolzen werden. Die Polfiächen bilden also jeweils den Anschluß der negativen Verbinderglieder 21.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Zellenverbinder mit einem Polflächen entgegengesetzter Polarität benachbarter Zellen eines Akkumulators verbindenden, die Zwischenwand zwischen den Zellen eines Blockkastens durchdringenden Verbinderzapfen, dessen Polflächen mit der ihnen zugeordneten Zwischenwand zusammengepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinderzapfen (24) einstückig mit der positiven Polfläche (22) geformt ist, in einer Durchbrechung der negativen Polfläche (23) aufgenommen, und durch Druck in axialer Richtung nach dem Zusammenpressen der Polflächen zur Vergrößerung seines Durchmessers gestaucht ist.

2. Zellenverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinderzapfen (24) nach der Stauchung mit der aufnehmenden Polfläche (23) mittels Wärmeeinwirkung verschweißt ist.

3. Zellenverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die negative Polfläche (23 α) eine Ringschulter (31 a) aufweist, die in den Durchbruch der Zwischenwand (25) hineinpaßt und durch Stauchen des Verbinderzapfens (24). ausgeweitet und der Verbinder am Durchbruch der Zwischenwand abgedichtet ist.

4. Zellenverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinderzapfen (24) der positiven Polfläche (22) im wesentlichen zylindrisch geformt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen