DE1771633A1

DE1771633A1 - Trockenbatterie

Info

Publication number: DE1771633A1
Application number: DE19681771633
Authority: DE
Inventors: Robert Paillet
Original assignee: Les Piles Wonder SA
Current assignee: Les Piles Wonder SA
Priority date: 1967-06-22
Filing date: 1968-06-19
Publication date: 1971-10-21
Also published as: BE716360A; GB1214749A; OA02828A; ES355235A1; DE1771633C3; DE1771633B2; FR1534904A; LU56261A1; NL6808649A

Description

DIPL,-ING. A. GRONECKER DR.-ING. H. KINKELDEY DR.-ING. W. STOCKMAIR, Ae. E.

PATENTANWÄLTE

80OO MDNOHEN 2 2 MaximllianitraB· 43 T.l.fon 29 71OO /29 67-44 Telagramm* Monapat ΜϋηΛ·η Τ·Ι.χ 05-28380

Hi 2024

20 / kr

19. Juni 1968

SOOIEIE IES PIIiES WOIiUER, 77 rue des Rosiers - SAINT-OUEN (Hauts-de-Seine) FRANKREICH

Trockenbatterie

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Trockenbatterie, umfassend einen Behälter und einen Deckel, die vorzugsweise aus Kunststoffmaterial gefertigt sind und ein Trockenelemente aufnehmendes, von Kontaktzungen durchdrungenes Gehäuse bilden.

Die Abdichtung zwischen dem Behälter und dem Deckel einer solchen Batterie wird im allgemeinen gewährleistet durch Einlegen von Klebstoff oder Lösungsmittel zwischen

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dem Deckelumfang und dem oberen Teil des Behälters· Biese < Methode bringt viele Nachteile mit sich, insbesondere dadurch, daß eine vollkommene Klebeverbindung ohne ausgelaufene und erhärtete Tropfen bei gleichzeitiger Abdichtung über den gesamten Umfang sehr schwierig herzustellen ist. Dadurch haben diese Batterien oft zahlreiche Fehler in der Klebeverbindung·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile auszuräumen und eine Trockenbatterie zu schaffen, die einfach herstellbar, gut abgedichtet und problemlos in der Benutzung ist· Biese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Deckel eine Schürze aufweist, mittels derer er in den Behälter einsteckbar ist und die sich an einer Schulter im Inneren des Behälters abstützt, daß die Schulter in einem Abstand von der Oberkante des Behälters angeordnet ist, der etwas geringer ist als die Höhe der Schürze, und daß die Abdichtung zwischen dem Deckel und dem Behälter durch eine Wulst gewährleistet ist, die zwischen der Schürze und der Schulter durch Ultraschallschweißung in dem Maße zustandekommt, in dem der Beckel mit dem Behälter in Berührung kommt.

Bank dieser Ausgestaltung wird eine vollkommene Abdichtung über den gesamten Umfang des Beckeis gewährleistet und darüberhinaus die mechanische Festigkeit des so gebildeten Gehäuses erhöht.

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Gemäß einer Ausführnngsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Deckel aus zwei Teilen bestellt, die ineinandersteckbar sind und zwischen sich und im Bereich der Durchtritte der Kontaktzungen einen freien Raum bilden, der nach dem Zusammenbau der Batterie mit einer Dichtungsmasse, wie z. B, mit Wachs, angefüllt wird.

Auch bei dieser Ausbildung ist eine vollkommene Abdichtung, insbesondere im Bereich der Durchtritte der Kontaktaungen^ gewährleistet.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Deckel zwei Vertiefungen aufweist, deren Boden von den Kontaktzungen durchdrungen ist und welche die Kontaktzungen umgreifende Dichtungselemente unter Kompression aufnehmen.

Die Dichtelemente sind auf diese Weise in ihren Vertiefungen zusammengepreßt und umschließen die Kontaktzungen fest. Dadurch gewährleisten sie eine sichere Abdichtung zwischen dem Gehäuseinneren und der äußeren Umgebung, und zwar gleichzeitig entlang der Kontakte und gegen die Wandungen der Vertiefungen.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Deckel an seiner Oberseite eine Schutzplatte parallel zur Deckelebene aufweist, die mindestens teilweise die Eontaktzungen überdeckt und mittels eines Haltezapfens durch Ultraschall festgeschweißt ist.

Die Batterie ist auf diese einfache Weise gegen jede vorzeitige oder unzulässige Verwendung oder gegen Kurz-Schlüsse geschützt, die zu einer Entladung während des {Transports oder der Lagerung führen können.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Haltezapfen zwischen den beiden in Ausnehmungen an der Schutzplatte gelagerten Kontaktzungen angeordnet ist.

Dank dieser Ausbildung können die Kontaktzungen nicht verhaken, wenn die Schutzplatte bei der Inbetriebnahme der Batterie durch Abdrehen entfernt wird, wobei es zu einem Zer reißen des Haltezapfens kommt.

Diese Wirkung kann noch dadurch gefördert werden, daß die Ausnehmungen abgeschrägte Seitenflächen aufweisen.

Durch diese besondere Fora der Ausnehmung an der Unterseite der Schutzplatte kommt es bei einem Abdrehen dieser Schutzplatte zu einer gleichzeitigen Anhebung, so daß der Haltezapfen gleichzeitig abgeschert und abgerissen wird.

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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Deckel an seiner Oberseite eine Schutzplatte parallel zur Deckelebene und mit diesem als ein Teil geformt aufweist, die unter Wärmeeinwirkung umgelegt ist und mindestens teilweise die Kontaktzungen abdeckt.

Da diese Schutzplatte gleichzeitig mit dem Deckel befestigtbar ist, kommt es zu einer Einsparung an Vorrichtungen und somit zu einer wirtschaftlicheren Herstellung.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben. sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigenx

Fig. 1 eine vereinfachte Schnitt ansicht einer ersten

Aus führungs form einer elektrischen Batterie gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Batterie der Fig. 1; Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie HI-III

in Fig. 1 einer Garantie- bzw. Schutzplatte in Verbindung mit der Batterie gemäß der Erfindungj

Fig. 4 und 5 zwei schematische Teilansichten der Verschlußart des Behälters der Batterie jeweils vor und nach dem Verschließen durch Ultraschallschweißung j

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Fig. 6 eine vereinfachte, teilweise geschnittene Ansicht der Verschweißung der Schutzplatte gleichzeitig mit der Verschweißung des Behälters;

Fig. 7 in Schnittansicht eine - zweiten Ausführungsform der Batterie gemäß der Erfindung;

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Batterie nach Fig. 7;

Fig. 9 eine teilweise geschnittene Seitenansicht derselben Batterie; und

Fig. 10 eine raumbildliche Einzelansicht in vergrößertem Maßstab des doppelten Deckels der in Fig. 7 dargestellten Batterie.

Sich entsprechende Elemente sind in den verschiedenen Fig. mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.

Die in Fig. 1 bis 3 dargestellte Batterie gemäß der Erfindung ist eine sog. Flachbatterie und umfaßt einen Behälter 1 aus Eunststoffmaterial, wie z. B. Polystyren, der durch einen Deckel 2 aus vorzugsweise gleichem Material geschlossen ist. Auf diese Weise wird ein drei in Beihe geschaltete zylindrische Batterieelemente 3, 4 und 5 einschließendes dichtes Gehäuse gebildet. Das zentrale Element 4 ist von den beiden anderen durch eine im wesentlichen U-förmige Isolierung 6 aus Karton oder einem anderen geeigneten Material getrennt.

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Der Deckel 2 besitzt an seiner Oberseite zwei Vertiefungen 7, 8, deren Böden jeweils von einer der Kontaktzungen 9» 10 der Batterie durchdrungen sind. Diese sind jeweils mit dem negativen Pol des Elementes 3 und mit dem positiven Pol des Elementes 5 verbunden. In jeder der beiden Vertiefungen 7 und. ist jeweils ein die entsprechende Kontaktzunge 9 bzw· 10 vollständig umgreifendes Dichtungselement 11 bzw. 12 gelagert.

An der Oberseite des Deckels 2 ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, eine im wesentlichen rechteckige Garantie- bzw. Schutzplatte 13 vorgesehen, die mindestens teilweise die Kontaktzungen 9 bzw. 10 abdeckt, wenn diese flach auf die Deckeloberseite angelegt sind. Diese Schutzplatte 13, welche vorzugsweise aus demselben Material gebildet ist wie der Deckel, besitzt an ihrer Untern&i ;e einen Ansatz 14, mittels dessen sie an dem Deckel in beliebiger, geeigneter Weise befestigt ist, wie z. B. durch Schweißen oder Kleben. Die Kontaktzungen 9 und 10 liegen dann in Ausnehmungen 15 an der Unterseite der % Schutzplatte beiderseits des Ansatzes 14. Die CJuerschnittsformen dieser Ausnehmungen sind in flg. 3 ersichtlich.

Die Abdichtung zwischen dem Behälter 1 und dem Deckel 2 wird gewährleistet durch Ultraschallschweißung. Die Konfiguration der zu verschweißenden Teile ist dabei so getroffen, daß die Schweißverbindung besonders sicher ist. Zu diesem Zweck weist,

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wie aus Fig. 4- und 5 ersichtlich., der Deckel 2 an seiner Unterseite entlang seines Umfangs eine Schürze 16 auf, die an den Deckel angegossen ist und in den Behälter 1 eingesteckt werden kann. Die Wandung des Behälters 1 ist im Bereich ihrer Oberkante an der Innenseite eingezogen, so daß sie die Schürze 16 aufnehmen kann und eine Schulter 17 bildet, auf der die Schürzenunterkante aufliegt. Der Abstand zwischen der Schulter 17 und der Oberkante der Behälterwandung ist etwas kleiner als die Höhe der Schürze 16. Dadurch kommt es, wie in Fig. 4· dargestellt, zur Bildung eines Spaltes 18 zwischen dem Deckel 2 und der Wandungsoberkante, wenn der Deckel 2 auf den Behälter 1 aufgesteckt ist.

Bei der Ultraschallschweißung wird ein Schallkopf (sonotrode), von dem hiernach eine Ausführungsform beschrieben wird, gegen den Umfang des Deckels 2 angelegt. Die Verschweißung geschieht also zuerst in Höhe der Schulter 17 zwischen dieser und der Unterkante der Schürze 16 unter Bildung einer Schweißwulst 19· Die Verschweißung wird solange fortgeführt, bis der Deckel 2 gegen die Oberkante der Wandung des Behälters 1 zur Anlage kommt, wobei der Spalt 18, wie in Fig. 5 dargestellt, dann aufgehoben wird.

Auf diese Weise wird zwischen dem Behälter 1 und dem Deckel 2 über den gesamten Umfang eine sehr gute Abdichtung erzielt.

Ferner ist der Deckel 2 durch die Schweißwulst 19 fest mit dem Behälter 1 verbunden, und die mechanische Festigkeit des Gehäuses wird somit noch erhöht.

Die Abdichtung am Durchtritt der Kontaktzungen 9 und 10 durch den Deckel 2 wird durch die Dichtungselemente 11 und gewährleistet. Die Dichtungselemente sind vorzugsweise aus einem weichen und verformbaren Material gebildet, wie z. B. aus Gummi oder aus Polythen o. ä., und sind nach Aufstecken auf die Kontaktzungen fest in die jeweiligen Vertiefungen 7 und 8 eingedrückt. Die Vertiefungen 7 und 8 sind in Richtung ihrer Öffnungen etwas erweitert, um das Einsetzen der Dichtungselemente zu erleichtern. Die Ausmaße der Vertiefungen und der Dichtungselemente sind so gewählt, daß letztere in komprimiertem Zustand den um die Kontaktzungen verlaufenden Raum ganz ausfüllen. Sie schließen also die Kontaktzungen fest ein und gewährleisten somit eine gute Abdichtung zwischen dem Gehäuseinneren und der äußeren Umgebung.

Wenn die Dichtungselemente 11 und 12 in ihre: Vertiefungen 7 und 8 eingesetzt sind, werden die Kontaktzungen 9 und 10, die, wie in Fig. 1 gezeigt, senkrecht nach oben standen, flach auf die Oberseite des Deckels 2 umgelegt. Die Schutzplatte 13 wird dann an der Deckeloberseite mittels des Ansatzes 14 so befestigt, daß sie die Kontaktzungen teilweise überdeckt, wie in Fig. 2 dargestellt.

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Vie solion erwähnt, kann der Ansatz 14 an der Schutzplatte 13, insbesondere durch Ultraschall, mit dem Deckel verschweißt werden. Es ist daher sehr interessant, diese Schutzplatte zur gleichen Zeit anzuschweißen wie den Deckel, und zwar mit einer einzigen Vorrichtung. Eine solche Ausführungsform ist in Fig.6 dargestellt. Dort sieht man einen von einem beweglichen Organ 21 getragenen Schallkopf 20, der mit einer Schürze 22 am Umfang des in den Behälter 1 eingesetzten Deckels 2 anliegt. Um gleichzeitig das Gehäuse und die Schutzplatte zu schweißen, besitzt der Schallkopf 20 ferner einen Zapfen 25.

Sobald die Kontaktzungen 9 und 10 horizontal liegen und die Schutzplatte 13 in der Lage angeordnet ist, die sie normalerweise auf dem Deckel 2 einnimmt, wird der Schallkopf 20 mit * einer Bewegung in Richtung des Pfeiles F wirksam. Die Schutzplatte 13 wird im Bereich ihres Ansatzes 14 an dem Deckel 2 angeschweißt, während gleichzeitig die Schweißung des Gehäuses in der oben beschriebenen Weise vorgenommen wird. Auf diese Weise wird ein Arbeitsgang in der Herstellung eingespart, wodurch die Arbeitszeit vermindert und eine schnelle und wirtschaftliche Herstellung erzielt werden kann.

Zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme der Batterie wird die Schutzplatte 13 durch eine Drehung um ihren Befestigungspunkt und somit durch ein Zerreißen des Ansatzes 14 in einfacher Weise gelöst. Diese Drehbewegung wird durch die besondere Querschnitts-

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form der Ausnehmungen 15 iür die Eontaktzungen 9 und 1o ermöglicht. Dank angeschrägter Seitenflächen in den Ausnehmungen 15 verhakt die Schutzplatte I3 nämlich nicht mit den Kontaktzungen und tritt unter gleichzeitiger leichter Anhebung über diese hinweg, wodurch das Abscheren des Ansatzes noch unterstützt wird.

In Verbindung mit Fig. 7 bis 10 wird nunmehr eine zweite Ausführungsform einer elektrischen Batterie gemäß der Erfindung beschrieben. Diese Batterie unterscheidet sich von der vorherigen im wesentlichen dadurch, daß sie einen unter dem ersten Deckel 2 einsetzbaren zweiten Deckel 24 aufweist. Dieser zweite Deckel 24 ist vorzugsweise aus demselben Material hergestellt wie der erste, d. h. beispielsweise im Spritzgußverfahren aus einem Polystyrenkunststoff.

Die Kontaktzungen 9 und 10 durchdringen diese beiden Deckel 2 und 24 durch ganz feine öffnungen 25 in den Deckeln (Fig.10). In Fig. 10 ist ebenfalls ersichtlich, daß der zweite Deckel 24 ein Oberteil 26 aufweist, das in die Schürze des ersten Deckels 2 einsetzbar ist, während der Deckel 24 mit seinem Unterteil 27 in den Behälter 1 eingesetzt werden kann. In dem Oberteil 26 ist ein Längs schlitz 28 vorgesehen, der an seinen beiden Enden in je einen von den Kontaktzungen 9 und 10 durchdrungenen Raum 29 einmündet. Dieser Raum 29, der zwischen den beiden Deckeln 2 und 24 in deren ineinandergestecktem Zustand gebildet ist, ist vollständig mit Wachs 30 oder einem anderen gleichwertigen

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Werkstoff ausgefüllt. Zu diesem Zweck sind in dem ersten Deckel 2 eine kreisrunde Durchbrechung 31 und zwei kleinere öffnungen 32 und 33 vorgesehen. Die Durchbrechung 31 mündet . in den Längsschlitz 28 des zweiten Deckels 24, während die beiden kleineren öffnungen 32 und 33 jeweils in einer Erweiterung 34 des von den Kontaktzungen 9 und 10 durchdrungenen Raums 29 münden„

Im vorliegenden Fall ist die im wesentlichen rechteckige Schutzplatte 13 mit dem Deckel 2 aus einem Stück gebildet und mit diesem entlang einer ihrer Längskanten verbunden. Die Schutzplatte 13 überdeckt die Kontaktzungen 9 und 10 teilweise, wenn diese, wie in Fig. 8 gezeigt, horizontal umgelegt sind.

Wie bei der ersten Ausführungsform und gemäß der Erfindung wird die Abdichtung zwischen dem Deckel 2 und dem Behälter 1 durch Ultraschallschweißung zwischen der Schürze des Deckels und der Schulter des Behälters gewährleistet. Selbstverständlich sind die beiden Deckel vorher ineinandergesteckt und als Einheit über die Kontaktzungen 9 und 10 geschoben worden.

Nach der Ultraschallschweißung wird Wachs in flüssigem Zustand durch die Durchbrechung 31 eingespritzt und fließt entlang dem Schlitz 28, um die Räume 29 um die Kontakte herum auszufüllen. Während das Wachs eingespritzt wird, entweicht

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die zwischen den beiden Deckeln enthaltene Luft durch die beiden kleineren Öffnungen 32 und 33« Nach seiner Verfestigung gewährleistet dieses Wachs 30 eine sehr gute Abdichtung im Bereich der Durchtritte der Kontaktzungen zwischen dem Behälterinneren und der äußeren Umgebung. Die einzuspritzende Wachsmenge ist konstant, weil die einmal ineinandergesteckten Deckel zwischen sich immer einen gleichgroß bleibenden Raum einschließen. Die Wachsmenge ist ferner sehr gering, weil durch die besondere Konfiguration des zweiten Deckels 24- der größte Teil des Wachses im Bereich der Durchtritte der Kontaktzungen lokalisiert ist, d. h. an den Stellen, wo sein Vorhandensein zur Gewährleistung einer sicheren Abdichtung notwendig ist.

Nachdem das Wachs eingespritzt ist, werden die beiden Kontaktzungen 9 und 10 flach auf den Deckel 2 umgelegt· Danach wird die Schutzplatte 13, die bei einteiliger Ausbildung mit dem Deckel senkrecht auf diesem steht, wie in Fig. 7 gezeigt, unter Wärmeeinwirkung über die Kontaktzungen umgelegt. Sie nimmt dann die in Fig. 8 gezeigte Stellung ein und überdeckt teilweise die Kontaktzungen, um die Batterie gegen unzulässige Benützung und gegen Kurzschlüsse zu sichern, durch die es möglicherweise zu Entladungen kommen könnte. Wie schon bei der vorherigen Ausführungsform, bleiben auch hier die Kontaktzungen an ihren inneren Enden zugänglich, so daß die Ladung der Batterie während der Lagerung kontrolliert werden kann.

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Die gleichzeitig mit dem Deckel 2 ausgeformte Schutzplatte 1-3 ist besonders günstig bezüglich ihrer Gestehungskosten. Zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme der Batterie kann sie mit geringem Kraftaufwand entlang ihrer Verbindung mit dem Deckel abgerissen werden.

Bei beiden Ausführungsformen können die Schutzplatten 13 Angaben über den "Verwendungs zei träum in Form von Gravierungen oder Etiquetten tragen» Ferner gibt das Vorhandensein der Schutzplatte dem Verbraucher die Sicherheit, daß die Batterie vorher noch nicht in Betrieb genommen worden ist«

- Patentansprüche -

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Claims

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Patentansprüche

Elektrische Trockenbatterie, umfassend einen Behälter und einen Deckel, die vorzugsweise aus Kunststoffmaterial gefertigt sind und ein Trockenelemente aufnehmendes, von Kontaktzungen durchdrungenes Gehäuse bilden, dadurch gekennzeichnet , daß der Deckel (2) eine Schürze (16) aufweist, mittels derer er in den Behälter (1) einsteckbar ist und die sich an einer Schulter (1?) im Inneren des Behälters abstützt, daß die Schulter in einem Abstand von der Oberkante des Behälters angeordnet ist, der etwas geringer ist als die Höhe der Schürze, und daß die Abdichtung zwischen dem Deckel und dem Behälter durch eine Wulst (19) gewährleistet ist, die zwischen der Schürze und der Schulter durch Ultraschallschweißung in dem Maße zustandekommt, in dem der Deckel mit dem Behälter in Berührung kommt.
2.) Trockenbatterie, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Deckel aus zwei Teilen (2, 24) besteht, die ineinandersteckbar sind und zwischen sich und im Bereich der Durchtritte der Kontaktzungen (9· 10)

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einen freien Raum (29) bilden, der nach dem Zusammenbau der Batterie mit einer Dichtungsmasse (30), wie z. B. mit Wachs, angefüllt wird.
3.) Trockenbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Deckel (2) zwei Vertiefungen (7»8) aufweist, deren Boden von den Kontaktzungen (9»10) durchdrungen ist und welche die Kontaktzungen umgreifende Dichtungselemente (11, 12) unter Kompression aufnehmen.
4-.) Trockenbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Deckel (2) an seiner Oberseite eine Schutzplatte (13) parallel zur Deckelebene aufweist, die mindestens teilweise die Kontaktzungen (9»10) überdeckt und mittels eines Haltezapfens (14) durch Ultraschall festgeschweißt ist.
5·) Trockenbatterie nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet , daß der Haltezapfen (14) zwischen den beiden in Ausnehmungen (15) an der Schutzplatte (13) gelagerten Kontaktzungen (9^0) angeordnet ist.
6.) Trockenbatterie nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmungen (15) abgeschrägte Seitenflächen aufweisen.

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7.) Trockenbatterie nach den Ansprüche 1, 4 und 5i dadurch gekennzeichnet , daß der Deckel (2) und die Schutzplatte (13) gleichzeitig angeschweißt sind.
8.) Trockenbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Deckel (2) an seiner Oberseite eine Schutzplatte (13) parallel zur Deckelebene und mit diesem als ein Teil geformt aufweist, die unter · Wärmeeinwirkung umgelegt ist und mindestens teilweise die Kontaktzungen (9, 10) abdeckt.

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