DE1804800B2

DE1804800B2 -

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Publication number: DE1804800B2
Application number: DE19681804800
Authority: DE
Priority date: 1968-01-24
Filing date: 1968-01-24
Publication date: 1971-06-09
Also published as: FR1601170A; DE1804800C3; US3663305A; HU162915B; BR6913529D0; PL77798B1; DE1804800A1; AT306814B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Akkumulators mit durch die Zellentrennwände geführten Zellenverbindern, welche in Ausnehmungen in den Zellentrennwänden eingesetzt werden und etwa in Höhe der Brücken durch die Trennwände geführt werden und welche eine Verdickung im Bereich der Ausnehmungen der Zellentrennwände besitzen, wobei die mit Zellenverbindern versehenen Plattenblöcke in einen Blockkasten aus Kunststoff eingesetzt werden.

Um bei den üblichen Starterbatterien geringe Bauhöhe und kurze Stromwege zu erhalten und um Blei einzusparen, werden in vielen Fällen die Zellenverbinder durch die Zellentrennwände hindurchgeführt. Bei der Herstellung solcher Zellenverbinder muß aber, um Elektrolytkriechwege zwischen den einzelnen Zellen zu vermeiden, zwischen Zellentrennwand und Zellenverbinder eine dichte Verbindung geschaffen werden. Zur Herstellung solcher Durchführungen sind daher die verschiedensten Verfahren vorgeschlagen worden.

Nach einem dieser Verfahren werden in die Zellentrennwände Löcher gestanzt, die Plattenblöcke der einzelnen Zellen eingesetzt und dabei an die Polbrücken angegossene L-förmige Ansatzstücke in die Öffnungen der Zellentrennwände gedrückt; die Ansatzstücke der Polbrücken zweier benachbarter Zellen werden dann durch elektrischen Strom gegebenenfalls unter Druckeinwirkung miteinander verschweißt. Nachteilig ist bei diesem Verfahren insbesondere die Notwendigkeit, Löcher in die Zellentrennwände zu stanzen sowie die bei diesem Verfahren auftretende Wärmeeinwirkung auf die Zellentrennwand. Durch die Wärmeeinwirkung beim Schweißvorgang der Blei-Verbindungen können insbesondere leicht Beschädigungen der Mittelwände des Gehäuses auftreten.

In einem weiteren Verfahren wird vorgeschlagen, auf die Polbrücken der Zellen Formen aufzusetzen, die eng an der Öffnung in der Zellentrennwand anliegen und in diese Formen flüssiges Blei einzugießen, das die Polbrücken durch die Zellentrennwand hindurch miteinander verbindet. Auch hier tritt der wesentliche Nachteil einer Wärmeeinwirkung auf die Zellentrennwand auf, so daß vollkommene Dichtigkeit der Verbindungsstelle nicht garantiert werden kann.

Daneben wurde bereits vorgeschlagen, die Zellentrennwände mit trapezförmigen Ausnehmungen zu versehen und nach Einsetzen der Plattensätze mit Zellenverbindern eine Abdichtung durch einen trapezförmigen Vorsprung am Akkumulatorendeckel zu erreichen. Zur eigentlichen Abdichtung wird bei diesem Verfahren ein Klebemittel am Deckel bzw. in der Ausnehmung der Zellentrennwand verwendet. Dieses Verfahren hat insbesondere den Nachteil, daß komplizierte Deckelformen notwendig sind und daß die Verbindung mechanisch nicht zuverlässig ist. Daneben ist dieses Verfahren bei nichtklebbaren Kunststoffen, wie sie bei der Herstellung von Blockkästen Verwendung finden, nicht geeignet.

Daneben wurde schon in der deutschen Auslegeschrift 1 250 904 vorgeschlagen, die Zellenverbinder etwa in Höhe der Brücken durch Ausnehmungen in den Zellentrennwänden zu führen, wobei die Zellenverbinder im Bereich der Ausnehmungen verdickt sind. Zur Abdichtung wird dabei eine leicht fließfähige Dichtmasse vor dem Einsetzen des Zellenverbinders in ein Sackloch in der Ausnehmung der Zellentrennwand eingefüllt und aus diesem anschließend verdrängt. Vor dem Aufsetzen des Deckels muß jedoch das Aushärten dieses Dichtmittels abgewartet werden, d. h., es müssen längere Wärmestrecken vorgesehen werden, oder die Kästen müssen zum Aushärten 3 bis 4 Stunden abgesetzt werden.

Bei modernen Kunststoff-Blockkästen, welche beispielsweise aus Polypropylen bestehen und bei ίο denen die Dicke der Zellentrennwände nur 1,5 bis 2,5 mm beträgt, ist ein solches Verfahren nicht brauchbar, da in eine Zellentrennwand dieser Dicke kein Sackloch mit ausreichendem Dichtmittelvorrat eingebracht werden kann und da die üblichen Dichtmittel und Kleber an Polypropylen nicht haften. Schließlich ist es bei diesem Verfahren nicht möglich, anschließend Deckel und Blockkasten nach dem Spiegel-Schweiß-Verfahren zu verschweißen, da der obere Rand des Zellenverbinders mit dem Rand der Zellentrennwand abschließt und dort frei liegt, so daß auch hier nur ein Klebeverfahren möglich ist. Klebeverfahren sind jedoch bei den in der Akkumulatorenfertigung verwendeten Materialien nicht zuverlässig genug.

Weiterhin wurde im deutschen Gebrauchsmuster 1 939 158 ein Zellenverbinder vorgeschlagen, welcher im Bereich der Ausnehmung in der Zellentrennwand eine Verdickung mit einer umlaufenden Nut besitzt und die Zellentrennwand sattelartig umgreift. Dieser Zellenverbinder wird dann nachträglich mit den Brücken bzw. Polen der Einzelzellen verbunden. Auch hier wird der Zellenverbinder mittels eines Spezialklebers mit der Zellentrennwand verbunden, d. h., auch hier wird ein lange Zeit in Anspruch nehmender Aushärtevorgang erforderlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Verbindung durch die Zellentrennwand zu entwickeln, die bei garantierter Dichtigkeit leicht herstellbar ist. Das neue Verfahren zur Herstellung der Zellenverbinder soll daneben leicht in einer automatisierten Fertigung einsetzbar sein. Die neue Art der Verbindung benachbarter Zellen wird bei der vorliegenden Erfindung über ein System von zwei Brücken mit einem Verbindungsstück vorgenommen; dieses kombinierte Brücken-Verbinder-System ist im folgenden als Zellenverbinder bezeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zellenverbinder, die eine in die Verdickung eingearbeitete umlaufende Rille besitzen, so eingesetzt werden, daß die Zellentrennwände in die umlaufende Rille, welche in dem Bereich, in dem sie auf den Zellentrennwänden aufsitzt, eine Hinterschneidung besitzt, eingreifen, daß anschließend auf mindestens einen der Zellenverbinder eine eng an der Trennwand anliegende Spritzform aufgesetzt wird und daß in die Spritzform Kunststoff in einer solchen Menge unter Druck eingespritzt wird, daß er nachher die Hohlräume zwischen Zellenverbinder und Ausnehmung sowie die Ausnehmung in der Trennwand selbst ausfüllt.

Besonders zweckmäßig ist es, nach dem Einsetzen der Spritzform vor dem Einspritzen des Kunststoffes auf die beiden Seiten der Verbindung, die noch nicht mit einer Hinterschneidung versehen sind, einen Preßdruck auszuüben, so daß die Zellentrennwand auch an diesen Stellen durch die Ausbildung schwalbenschwanzförmiger Hinterschneidun-

gen eng eingefaßt wird. Gleizeitig werden die oberen Flansche der Verdickung durch die Spritzform zusammengedrückt, so daß auch hier eine schwalbenschwanzförmige Hinterschneidung der Rille entsteht.

Daneben kann es zweckmäßig sein, falls in der Fertigung zwischen dem Angießen des Zellenverbinders an die Plattenblöcke und dem Einsetzen in die Blockkasten eine gewisse Zeit verstreicht, vor dem Einspritzen des Kunststoffes in die Spritzform eine Vorwärmung des Zellenverbinders vorzunehmen.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren an Hand der F i g. 1 bis 3 näher eräutert.

F i g. 1 zeigt dabei einen Schnitt durch zwei Akkumulatorenzellen mit einem erfindungsgemäßen Zellenverbinder;

F i g. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Akkumulator mit teilweise aufgeschnittenem Deckel, in dem der Zellenverbinder zu erkennen ist und

F i g. 2 a zeigt einen Schnitt durch diesen Zellenverbinder längs der Linie M-N in F i g. 1;

F i g. 3 schließlich zeigt schematisch das Prinzipoild einer Anlage, in der das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird.

Gemäß F i g. 1 sind im Blockkasten 1, der mit einem Deckel 2 versehen ist, mehrere Plattenblöcke 3 angeordnet. Der Zellenverbinder ist mit 4 bezeichnet und besitzt eine Verdickung 5 im Bereich der Ausnehmungen in den Zellentrennwänden 6. In diese Verdickung 5 ist jeweils eine umlaufende Rille eingearbeitet. Der zum Boden der Ausnehmung weisende Teil dieser Rille wird bereits beim Herstellen des Zellenverbinders 4 mit einer schwalbenschwanzförrnigen Hinterschneidung 7 versehen, so daß der Zellenverbinder nach dem Eindrücken den unteren Teil der Zellentrennwand 6 umfaßt.

Anschließend wird zweckmäßigerweise auf sämtliche Zellenverbinder eine eng an den Trennwänden 6 anliegende Spritzform aufgesetzt. Besonders vorteilhaft ist es, beim Aufsetzen der Spritzform auf zwei gegenüberliegende Seiten und den oberen Teil des Zellenverbinders 4 einen Preßdruck auszuüben, so daß die in Fig. 1 und 2a sichtbaren seitlichen und oberen schwalbenschwanzförmigen Hinterschneidungen 8 entstehen. Die Verbindung ist dadurch mechanisch noch besser festgelegt, und gleichzeitig wird die Abdichtungswirkung verbessert. Durch eine Öffnung in der aufgesetzten Spritzform wird dann Kunststoff 9 eingespritzt, der sämtliche Hohlräume zwischen Zellentrennwand 6 und Zellenverbinder sowie die Ausnehmung in der Trennwand 6 selbst ausfüllt und mit der Trennwand verschweißt.

Ein besonderer Vorteil bei diesem Verfahren liegt darin, daß das eingespritzte Mittelteil des Zellenverbinders etwa rechteckigen Querschnitt besitzt, wodurch die Plattenblöcke besser ausgerichtet und zentriert werden und eine erhöhte mechanische Festigkeit erreicht wird.

Falls der Zellenverbinder nach dem Angießen an die Plattensätze beim Einsetzen in den Blockkasten noch genügende Wärme besitzt, ist keine Vorwärmung erforderlich.

Der Akkumulatorendeckel 2 wird dann z. B. im bekannten Spiegel-Schweiß-Verfahren mit dem Gehäuse 1 verbunden.

F i g. 3 zeigt den Arbeitsablauf bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Akkumulators. Gemäß der Figur werden die von einer Satzpackmaschine ankommenden Plattenblöcke 41 in Kassetten 42 eingesetzt, die auf einem Drehtisch mit verschiedenen Arbeitsstationen angeordnet sind. In Station 60 wird beispielsweise das Plattenpaket eingebaut und die Platten ausgerichtet. Die Plattenblöcke 41 stehen dabei mit den Plattenfahnen nach oben auf einem Schiebeboden der Kassette 42 und werden so fest in die Kassette eingespannt.

Beim Weiterführen in Station 61 werden die Kassetten um 180° gedreht, so daß die Plattenfahnen unten liegen, die Fahnen werden für das Verschweißen vorbereitet. Schließlich werden in Station 62 entsprechende Plattenfahnen aller Sätze durch Tauchen in mit flüssigem Blei gefüllte Formen miteinander verschweißt, der Zellenverbinder gebildet, und die Endpolschäfte werden hergestellt.

Beim Weitertransport werden die Kassetten dann wiederum gedreht, und die miteinander verschweißten Plattensätze werden aus der Kassette 42 in die Blockkästen 1 überführt. Vor dem Überführen werden die Böden der Kassetten herausgezogen, die Plattenblöcke an den Brücken erfaßt und die Spannelemente an den Kassetten gelöst (Station 63).

In Station 64 werden schließlich die Zellenverbinder im erfindungsgemäßen Verfahren umspritzt, und in Station 65 werden die Deckel 2 beispielsweise im Spiegel-Schweiß-Verfahren mit dem Gehäuse verbunden. In Station 66 werden dann die Endpole aufgeschweißt. Sämtliche Arbeitsstationen und Arbeitsabläufe sind untereinander mechanisch, elektrisch oder pneumatisch verkettet.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß das Umspritzen des Zellenverbinders mit Kunststoff nur kurze Zeit, beispielsweise etwa 15 bis 30 Sekunden in Anspruch nimmt, während bei den üblichen Umklebeverfahren das Aushärten des Klebers bzw. Kunstharzes abgewartet werden muß, was im allgemeinen Aushärtezeiten von 3 bis 4 Stunden erfordert. Ein Absetzen der Blockkästen zur Aushärtung der Klebestellen vor dem Aufsetzen des Blockdeckels ist dagegen beim vorliegenden Verfahren nicht mehr notwendig. Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Verfahrens liegt darin, daß die Ausnehmung in der Trennwand selbst mit Kunststoff ausgespritzt wird und sich der Blockdeckel auf eine ausgefüllte Trennwand aufsetzen läßt. Der Blockdeckel kann dadurch z. B. besonders leicht auch nach bekannten Spiegel-Schweiß-Verfahren mit dem Gehäuse verbunden werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Akkumulators mit durch die Zellentrennwände geführten Zellenverbindern, welche in Ausnehmungen in den Zellentrennwänden eingesetzt werden und etwa in Höhe der Brücken durch die Trennwände geführt werden und welche eine Verdickung* im Bereich der Ausnehmungen der Zellentrennwände besitzen, wobei die mit Zellenverbindern versehenen Plattenblöcke in einen Blockkasten aus Kunststoff eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellenverbinder (4), die eine in die Verdickung eingearbeitete umlaufende Rille besitzen, so eingesetzt werden, daß die Zellentrennwände (6) in die umlaufende Rille, welche in dem Bereich, in dem sie auf den Zellentrennwänden (6) aufsitzt, eine Hinter-

schneidung (7) besitzt, eingreifen, daß anschließend auf mindestens einen der Zellenverbinder (4) eine eng an der Trennwand (6) anliegende Spritzform aufgesetzt wird und daß in die Spritzform Kunststoff in einer solchen Menge unter Druck eingespritzt wird, daß er nachher die Hohlräume zwischen Zellenverbinder (4) und Ausnehmung sowie die Ausnehmung in der Trennwand (6) selbst ausfüllt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen und oberen, über die Ausnehmungen in den Trennwänden (6) überstehenden Bereiche der Verdickung (5) des Zellenverbinder (4) nach dem Aufsetzen der Spritzform einem Preßdruck zur Erzeugung schwalbenschwanzförmiger Hinterschneidungen (8) ausgesetzt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellenverbinder (4) vor dem Einspritzen des Kunststoffes in die Spritzform vorgewärmt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Kassetten (42) eingesetzten Plattenblöcke im Tauchverfahren taktweise mit Zellenverbindern versehen werden, daß die verbundenen Platten blöcke aus den Kassetten in Blockkasten überführt werden und daß nach Umspritzen der Zellenverbinder mit Kunststoff ein Deckel auf die Blockkästen aufgeschweißt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen