DE1596307A1 - Zellenbehaelter fuer elektrische Akkumulatoren,vorzugsweise zylindrischer Bauform - Google Patents
Zellenbehaelter fuer elektrische Akkumulatoren,vorzugsweise zylindrischer BauformInfo
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Description
Reg.-Ho.; HP 332a Prankfurt am Main, den.~14*Okt,l966
HPT-Ksr/tfol.
VARTA
AKTIENSIiISELLSGHAPl!
6000 Prankfurt/Main, Neue Mainzer 3tr0 54
AKTIENSIiISELLSGHAPl!
6000 Prankfurt/Main, Neue Mainzer 3tr0 54
"Zellenbehälter für elektrische Akkumulatoren,
vorzugsweise zylindrischer Baufon»"
iie Erfindung betrifft einen Zellenbehälter für elektrische
Akkumulatoren, vorzugsweise zylindrischer Bauform, der aus einen Zellendeckel und einem Zellengehäuse besteht«,
Zellen- und Batteriebehälter bestehen jeweils aus/einem Deckel
und den Korrespondierenden. Gehäusen. Sowohl bei gasdichten als auch bei offönen !Seilen sollen der Deckel und das Gehäuse elektrolytdicht miteinander verbunden sein« Bei gasdichten Seilen
erhebt man zusätzlich die Forderung nach vollkommener Druck-»
sicherheit des Behälters; primär wichtig ist aber die Dichte
des Behälters.» Der Verschluss zwischen Deckel und Gehäuse richtet
sich im wesentlichen"nach" der Porm des Gehäuses, welches
einmal napfformig, wie "ura Beispiel bei Knopfzellen oder zylindrisch,
wie zum Betap!el. bei Rundzellen oder auch prismatisch
sein kann«. Bei Knopfgelloa wurde "bisher äer Dackel durch Pressung
aufgebracht, ebanso bei Rundzollen, v/öhread bei prismatisohen
Zellen der B$qkel im allgemeinen mafgeaohwelöt wird» Bei diesen
Behälteraueftlhrunge'n ist da® Material des DootceX» und d®s 8@ltäu-.se;s
in den meietin Wällen aus Hetallf oft 1st der Deckel aber auch
aua. Kuns.tBtoff ©4®r dsf gessiat® B@hält0i"s d,h» D@ok@l und öettauee
au· Kunststoff. - ' 1OtSUAOIfL-.-,_»
.-.-."'■. f "" BAD ORlQINAt
bekannten Verschlüsse zwischen Deckel und Gehäuse besitzen verschiedene Nachteile. Bei bekannten Ausführungsformen
wird beispielsweise der Deckel auf das napfförmige Gehäuse durch Pressung aufgebracht, wobei zwecks Isolation
zwischen Deckel und Gehäuse vor der Pressung ein Kunststoffring zu legen ist. Der Kunststoffring wird vorher in Bitumenlack
getaucht; die Wulst des Napfgehäuses wird an der Aufnahmestelle
für den Deckel ebenfalls mit Bituraenlack eingestrichene
Diese Maßnahmen sollen bewirken, dass nach Niederpressung des Wulstes die Verbindung zwischen dem Deckel und
dem Napfg'-häuse sehr dicht i-st«, Dennoch hat es sich gezeigt,
dass der Elektrolyt zwischen Gehäuse und Dichtungsring aus dem Behälter im Laufe der Zeit nach außen gelangt.Dies ist
darauf zurückzuführen, dass bei einen derartigen Verschluß rait Dichtungsring stets zwei Kriechwege vorhanden sinde
Bei solchei Knopfzellen besteht das Problem darin, in der
Schließzono bein Pressvorgang jegliche Kavernen- und Lunkerbildung zu vermeiden· Dies ist erfahrungsgemäss unmöglich,
so dass sich im Laufe der Zeit an Zelleni die mit" diesem
Verfahren geschlossen werden, Karbonatkristalle am Bördelrand zeigen,, Beispielsweise wird vor der Pressung das napfähnliche
Gehäuse in eine entsprechend formgeraoht gestaltete Aufnahme der Prasse gelegt« Nach Einlage des Dichtungsringes
sowie des Deckels wird der Stempel niedergeführt und ein axialer Druck auf den Bördelrand ausgeübt» Ober- und Unterrand
legen sieh auf den awischengelegten Deckel und Isolierring
flach auf, federn Jedoch bei nachlassendem Standdruck
de.j Steaipals zurück» An der Stelle der größten Krümmung wird
sich ein kleiner» niont mit Diohtungsmaaße ausgefüllter Raum
--3 ■ - - ■
infolge Lufteinschlusses bilden, d.h. auch dann., wenn die
Aufnahme mit einem Widerlager versehen ist0 Infolge Saugwirkung
von Hohlräumen und unter Einwirkung des in der Zelle entstehenden Gasdruckes laugen sich die Hohlräume,
die durch Kavernen und Materiallunkerbildungen entstehen, mit Elektrolyt voll und es "bilden sich Karbonatkristallee
Um die Karbonatbildung zu unterbinden, hat man bei anderen
Ausführungsarten den Kriechweg möglichbtlang gehalten, in
der Annahme, dasa die Länge des Kriechweges. Auskristallisierungen
verhindern würde» Man hat den Isolierring beispielsweise
besonders kompakt gestaltet» so dass er auch den Separator mit umfasst,Es hat sich aber gezeigt, dass
durch diese Maßnahme Auskristallisieren ebenfalls nicht verhindert werden»kann»
Ein weiterer Nachteil der bekannten Verschlüsse zwischen Deckel und Gehäuse ist der, dass der Bördelrand verhältnismäßig
viel Platz wegnimmt, d.h. der Durchmesser der Zelle ist groß bei axialem Aufdruck des Zellendeckels. Der radiale
Aufdruck nach einer besonderen Ausführungsform hat zwar
deft Vorteil des praktisch entfallenden Bördelrandes, Jedoch ist auch dieser Verschluss zwischen dem Deckel und dem Gehäuse
nicht elektrolytdicht ο Vornehmlich wird dieser Verschluß
bei Rundzellen angewendete Der metallische Deckel
wird in einen verhältnismäßig dicken Isolierring, der ebenfalls
in £ack eingetaucht wurde, eingelegt; nach Einlegen der Deckel-Isolierring-Korabination auf die Wulst des röhrchertförmijen
Gehäuses, wird erst vorg'ischloüsen, dann wird
durch Druck auf den Deckel ein Ziehdorn über das röhrchen-
-4- 109814/0292
förmige Gehäuse gezogen» Der Bördelrand wird dadurch radial
kalibriert unter Verminderung der Wandstärke des Isolierringe st der je nach seiner Fließfähigkeit in etwaige Hohlstellen
des Deckels bzw. des Deckelrandes fließto
In Abkehr von dem Gedanken des langen Schließweges ist man
auch dazu übergegangen, möglichst scharfkantige Übergänge in der Verbindung zwischen dem Deckel und dem Gehäuseteil
zu schaffen«. Beispielsweise dringen durch den Pressdruck
schneidenförmige Gehäuseteile in den Kunststoffdeckel ein0
Auch bei diesen Ausführungsformen ist eine Karbonatkristallbiidung
am Bördelrand nicht zu vermeiden, da der Kunststoffdeckel
bei der hohen Beanspruchung während des Aufpressens fließt und an den Stellen der höchsten Materialbeanspruchung
undicht wird.
'Aufgabe der Erfindung ist es, einen möglichst einfachen und gegen Karbonatkristallbildung sicheren Verschluss des Deckels
mit dem Gehäuse zu schaffen,
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der
Zellendeckel und das Zellengehäuse mit Gewinden versehen
u'nd durch Verschraubung fest miteinander verbunden sind,,
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung seien anhand
der Figuren erläutert. Getoäss Figur 1 besteht das Gehäuse
aus Metall, in das am Oberrand ein Gewinde eingeschnitten' oder eingerollt ist. Der Kunststoffdeckel 12 hat an seinem
Rand ebenfalls ein Gewindet, Im Deckel 12 ist ein Polbolzen
mit Kontaktfeder 14· eingegossene Falls das Gehäuse 11 ebenfalls
aus Kunststoff besteht, wird auch hier ein Polbolzen mit Kontaktfeder 16 eingegossene
ORIGINAL
- 5 - 109814/0292
Es ist auch raöglioh, in ein zylindrisches Zellengehäuse von
beiden Seiten jeweils einen Deckel einzuschrauben oder-auch
sämtliche Teile aus Kunstatoff herzustellen« Eine weitere Ausführungsform zeigt Figur 2 mit einem Deckel
in Fora einer Auf schraubkapsel j dieser Deckel 22 wird über
das Gehäuse 21 geschraubt. Der Vorteil dieser Ausführungsart ist der, dass der Deckel 22 das gesamte Gehäuse 21 isolierend umfassen kann«. Die Unterbringung besonders vieler
Gewindegänge ist möglich, so dass ein besonders hoher Grad
an Abdichtung gegen Elektrolytauskristallisierungen geschaffen
igt« Im allgemeinen erübrigt sich bei den vorgenannten Ausführungsarten die Einlage eines besonderen Dichtungsringes»
da der erfindungsgeraäs3e Verschluss bei nur einem möglichen Kriechweg elektroZytdicht ist0 Wird aber
trotzdem ein Dichtungsring aus Sicherheitsgründen beigefügt,
so liegt dieser entweder vor oder nach dem Gewinde, deh»,
er unterbricht, den Krieohweg quer zur Kriechwegrichtung
und liegt nie in der Krieohwegrichtung wie bei den bekannten
Ausführungen0 Derartig© Abdichtungen können* wie in Figur
dargestellt»- beispielsweise durch die eingelegton. Dichtringe 27 bzw, 28 erfolgen» Zur Polablaitung dienen, wie
bereits zur Figur 1 beschrieb©», die Polbolzen 23 und 25
mit KontJüctfedera 24 und 26· ~
Die SlnechraMbtlefe ©iner erfindungsgomässen -jchraubverV
bindung kann durch eins Auflagewulat am --Sellendeolctl -be·
grenzt werden· Figur 3 s©igt ®lm AufifUhiungemügllohlcelt
ο - hierzUii'In das 2#ll©ng®hMuae JX mit Innengewirid©-wird
iß ' ■ '
Zellon&eo&aX 32 ®in$eachraubts fer Begrenzung der
< ' tiöfp iat der Deöfeel 3S mit einer Auflagewulat 3o verseilen. ' (5
ο , . r§
w -Auoh h$st eitiä Iu .den. ®ö«äo! 32 ^©Ibolaea 33 mit Keatelsl- - J;
1^ 'feder 34 «iftÄefcosQosw Imefe das
■ - ■ ■ - .I
aus Kunststoff besteht, rait Polbolzen versehen werdenο Unter
der Aufjagewulst kann, wenn notwendig, eine Dichtung vorgesehen werden»
Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist in
Figur 4 dargestellt. Die einzelnen Zellengehäuse 41 und 42
sind durch im Zellendeckel bzw. am Zellenboden, angebrachte
Gewinde miteinander verschraubbay0 Die Einzelzellen können
so leicht in. Serienschaltung miteinander verbunden werdeßo
In den Fällen, in denen beide TeIIe9 d.h. der Deckel und das
Gehäuse aus Kunststoff bestehen, können beide Teile an der Trennfuge ausgenommen sein. Im Falle der Verschraubung des
Deckels mit dem Gehäuse ergibt sich an der Trennfuge eine mäanderförmige Linienführung«Diese kann zum Schütze gegen
eine Aufschraubung und zur weiteren Abdichtung ausgegossen warden«,
Ein besonders dichter Verschluss zwischen dem Deekel und
dem Gehäuse ergibt sioh, wenn sowohl der Kunststoffeckel
als auch das Kunststoffgehäuse mit einem Anlöser kurzzeitig
angelöst werden und kurz vor der Verschraubung ein geeigneter Kunststoffklebstoff angebracht wird«, Werden beide Teile verschraubt,
so ist kein Beachweren mittels aufgelegter Gewichte
mehr notwendig, da das zugedrehte Gewinde bereits den An«?
pressdruck gewährleistet und den noch fließenden Klebstoff
o in all© Hohlräumet, die sich Innerhalb u&a Gewindes bzw, im
oo Material gebildet hahn könnten, ©inaringen läSt« Ein wei-
^ terer Vorteil ist9 et >s sich iis Vergleich su den bisher bo-
>N> kannten Verschlüssen kein# Kavernen bilden Könnens d-atrait dem'
N* BinoQteauben die KXebmaaso. duroh all® ©ewlndegäage gedrückt
wird unä somit ^12® Hohärttume fmagofliilt werdea· 8A
Besonders vorteilhaft ist die Anwendung von das Gehäuse umfassenden
Schraubdeckeln aus Kunststoffen,, Die Schraubdeckel
werdeil mit oder ohne AnIöser bzw. Klebstoff auf
beispielsweise ein metallisches Gehäuse geschraubt und ,durch Infrarot-Strahler oder -Lampen bzw. Heißluftgeräte
zur Schrumpfung gebrachte DieBe Wärmebehandlung kann bei
etwa loo - 25o°C erfolgen und ergibt sowohl eine Schrumpfung
in radialer als auch in axialer Richtung, wodurch eine absolut sichere Verbindung zwischen dem Kunststoffdeckel und dem
metallischen Gehäuse erzielt wird0 ·
Falls Deckel und Gehäuse aus Kunststoff bestehen, können die
mit Mehrkomponentenklebern behandelten und zusammengeschraubten Zellendeckel und Zellengehäuse ebenfalls einer schrumpfenden
Wärmebehandlung unterzogen werden0
sDie erfindungsgemässe Schraubverbindung besitzt gegenüber
bekannten Ausführungsformen verschiedene wesentliche Vorteile,,
Bei den bisher bekannten Verschlüssen sind sowohl bei einer axialen als auch be„i einer radialen Aufpressung jeweils nur
zwei Dichtflächen vorhanden, die über und unter dem Umfang des Deckels liegen; außerdem gehen diese Dichtflächen nur
einmal um den Gehäuseumfang herum. Dagegen sind bei der erfindungs^emässen
Ausführung die Dichtflächen jeweils die beiden Flanken des G-ewindegaföges, der sich mehrfach um den Umfang des Deckels windet, d„ho während bei der bisherigen Verbindungsart
nur zwei Dichtflächen vorhanden sind, sind bei der erfindtingsgemäsaen Verbindung zwei Dichtflächen mal der
Anzahl der Gewindegänge auf der Stirnfläche des Deckels vorhandene
Die Dichtigkeit der Verbindung wird außerdem durch die Gewindetiefe,. durch das Übereinander stimmen zwischen dem * J£
/& ■ Mutter— und Vatergewinde und die Gewind'eform bestimmt,, Ein /£>
1 0 9 Γ. 1 4/0-292 *'
möglichst tiefes Gewinde mit spitzwinkligem Querschnitt
und langen Planken gibt eine bessere Dichtung als ein flaches Gewinde*
-Patentansprüche -
■;i,::;", BAD ORlGfNAt.
1098U/0292
Claims (1)
- Reg.-Noο HP 332 a Prankfurt am Main, deii . V. . HPT-Kar/WoloPatentansprüche1) Zellenbehälter für elektrische Akkumulatoren, vorzugsweise zylindrischer Bauforra, der aus einem Zellengehäuset und einem Zellendeckel besteht, dadurch gekennzeichnet, .-das a Zellendeckel und Zellengehäuse mit korrespondierenden Gewinden versehen und durch Verschraubung verbunden sind2) Zellenbehälter nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, dass der Zellendeckel mit einem Innengewinde versehen ist und das Gehäuue umfasst»3) Zellenbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellendeokel mit Außengewinde versehen ist und eine überkragende Auflagewulst zur Begrenzung der Einschraubtiefe aufweist«4) Zelltnbehält-r nach den AnsprUohen Ible3, daduroh gekennzeichnet, dass zwlechen Zellengehäuee und Zollendeckel zusätzliche Dichtungen angeordnet sind«.5) Zellenbehälter nach einem odor mehreren der Ansprüche lbii 4i dadurch gekennsie lehnet t dap j der Fuß des Zellengehäuoeo abgesetzt tat und ein Außengewinde trägt, das dem Durohmßs-Innenijewindefi doü Zöllongohliueeo ontnprlchtflBAD ORIGINAL^iaae.U/0282-to6) Zellenbehälter nach einem oder mehreren der Ansprüche Ibiß5, dadurch gekennzeichnet, dass Zellendeckel und Zellengehäuse eine umlaufende Abfassung mit Ausnehmungen besitzen, die mit Kunststoff ausgegossen ist«,7) Verfahren zum Schließen eines Zälenbehälters nach einem oder mehreren der Ansprüche Ibis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die schraubbaren Gewindeflächen mit einem Anlöser oder mit einem Kleber bestrichen und danach zusammengeschraubt werdenο8) Verfahren zum Schließen eines Zellenbehälters nach einem oder mehreren der Ansprüche Ible6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff Schraubdeckel nach der Zusaminenachraubung mit dem Zellengehäuse einer schrumpfenden Wärmebehandlung unterzogen wird.9) Verfahren zum Sehließen eines Zellenbehälters nach einem oder mehreren der AnsprUohe Ibis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Kleber behandelten und zusammengeschraubten Zellendeckel und Zellengehäuae einer schrumpfen· den Wärmebehandlung unterzogen werden·109Ö U/0292
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