DE1804800C3

DE1804800C3 -

Info

Publication number: DE1804800C3
Application number: DE1804800A
Authority: DE
Inventors: Hans-Georg 3000 Hannover Lindenberg
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: VARTA Batterie AG
Priority date: 1968-01-24
Filing date: 1968-01-24
Publication date: 1974-02-14
Also published as: PL77798B1; AT306814B; DE1804800A1; FR1601170A; HU162915B; BR6913529D0; DE1804800B2; US3663305A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Akkumulators mit durch die Zellentrennwünde geführten Zellenverbindcrn, welche in Ausnehmungen in den Zdlentrennwändcn 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 Zellenverbindcrn 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 Zellentrennwändc hindurchgeführt. Bei der Herstellung solcher Zellenverbinder muß aber, um Elektrolytkriechwege zwischen den einzelnen Zellen zu vermeiden, zwischen Zellentrennwand und Zellenverbinder eine dichte Verbindung geschaffen w?rden. Zur Herstellung solcher Durchführungen sind daher die verschiedensten Verfahren vorgeschlagen worden.

Nach einem dieser Verfahren werden in die Zcllentrennwände Löcher gestanzt, die Plaltenblöcke der einzelnen Zellen eingesetzt und dabei an die PoI-brücken angegossene L-förmiee Ansalzstücke in die Öffnungen der Zellcntrcnnwändc gedruckt; die Ansatzstücke der Polbrückcn zweier benachbarter Zellen werden dann durch elektrischen Strom gegebenenfalls unter Druckeinwirkung miteinander verschweißt. Nachteilig ist bei diesem Verfahren insbesondere die Notwendigkeil Löcher in die Zellentrennwände zu stanzen sowie die bei diesem Verfahren auftretende Wärmt, inwirkung auf die Zellentrennwand. Durch die Wärmeeinwirkung beim Schweißvorgang der Blei-Verbindungen können insbesondere leicht Beschädigungen der Mittelwändc des Gehäuses auftreten.

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

Daneben wurde bereits vorgeschlagen, die Zellcntrcnnwände mit trapezförmigen Ausnehmungen zu versehen und nach Einsetzen der Plattensätzc mit jo Zellenverbindern eine Abdichtung durch einen trapezförmigen Vorsprung am Akkumulatorendcckcl zu erreichen. Zur eigentlichen Abdichtung wird bei diesem Verfahren ein Klebemittel am Deckel bzw. in der Ausnehmung der Zcllentrennwand verwendet. Dieser, Verfahren hat insbesondere den Nachteil, daß komplizierte Deckelformen notwendig r.ind und daß die Verbindung mechanisch nicht zuverlässig ist. Daneben ist dieses Verfahren bei nichtklcbbarcn Kunststoffen, wie sie bei der Herstellung von Blockkasten Verwendung finden, nicht geeignet.

Daneben wurde schon in der deutschen Auslegcschrift I 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 Zcllcnverbinders in ein Sackloch in der Ausnehmung der Zellentrennwand eingefüllt und aus diesem anschließend verdrängt. Vor dem Aufsetzen des Deckels muß jedoch das Aushärten dieses Dichtmitteis abgewartet werden.

Bei modernen KunststoIT-Blockkästen, welche beispielsweise aus Polypropylen bestehen und bei denen die Dicke der Zellcntrcnr.wände nur 1,5 bis 2,5 mm betrügt, ist ein solches Verfahren nicht i.*eckmäßig, da in eine Zcllcntrcnnwnnd dieser Dicke nicht ohne weiteres ein Sackloch mit ausreichendem Dichtmittelvorrat eingebracht werden kann. Die üblichen Dichtmittel und Kleber haften nicht an Polypropylen. Schließlich ist es nach der deutschen Auslegeschrift 1 250 904 nicht möglich, Deckel und Blockkasten nach dem Spiegel-Schweiß-Vcrfahren zu verschweißen, da der obere Rand des Zellenverbinders mit dem Rand der Zcllentrennwand abschließt und dort frei liegt, so daß nur ein Klebeverfahren möglich ist. Im allgemeinen erreichen Klebcverbindungen nicht die Materialfestigkeit.

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 Zellem/ennwand sattelartig umgreift. Dieser Zellenverbinder wird dann nachträglich mit den Brücken bzw. Polen der Einzelzcllen verbunden. Auch hier wird der Zellenverbinder mittels eines Spezialklebers mit der Zellcntrennwand 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 Zellcntrennwand zu entwickeln, die bei garantierter Dichtigkeit leicht herstellbar ist. Das neue Verfahren zur Herstellung dor Zellenverbinder soll daneben leicht in einer automatisierten Fertigung cinsctzbar 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 Zellentrcnnwände in die umlaufende Rille, welche in dem Bereich, in dem sie auf den Zcllentrennwandcn aufsitzt, eine Hintcrschneidung 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 Zellcntrennwand auch an diesen Stellen durch die Ausbildung schwalbenschwanzförmiger Hinterschneidungen eng einpcfaßt wird. Glcizeitig werden die oberen Flansche der Verdickung durch die Spritzform zii-' sammcngedrüekt, so daß auch hier eine schwalben-

schwanzförmige f linti'rsclmeidiing tier Rille umsieht.

Daneben kann es zweckmäßig sein, fall· in der Fertigung zwischen dem Angießen des Zelleuverbinders an die Plattenblöeke und dem Einsetzen :, in die Blockkasten eine gewisse Zeit verstreicht, vor dem Einspritzen des Kunststoffes in die Spritzform eine Vorwärmung des Zellenverbinder* vorzunehmen.

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

Fig. 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 Fig. I;

Fig. 3 schließlich zeigt schematisch das Prinzipbild einer Anlage, in der das erlindungsgemäße Verfahren angewendet wird.

Gemäß Fig. 1 sind im Blockkasten 1. der mit einem Deckel 2 versehen ist, mehrere Platienblöcke 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 schwalbensehwanzförmigen Hintersehneidurg 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 Sprilzform auf zwei gegenü'erliegende Seiten und den oberen Teil des Zellenverbinders 4 einen Preßdruck auszuüben, so daß die in Fig. I und 2a sichtbaren seitlichen und oberen schwalbenschwanzförmigen Hinterschneidungcn 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 Zcllen- \erbinders 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 6n bekannten Spiegel-Schweiß-Verfahren mit dem Gehäuse 1 verbunden.

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

Beim Weiterführen in Station 61 werden die Kassetten um ISO gedreht, so daß die Plattenfahnen unten liegen, die Fahnen werden für das Verschweißen vorbereitet. Schließlieh 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 Blockkasten 1 überführt. Vor dem Überführen werden die Böden der Kassetten herausgezogen, die P'attcnblöcke an den Brücken erfüllt und die Spannelemcnte an den Kassetten gelost (Sta· ;n 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 Arbeitsstalionen und Arbeitsabläufe sind untereinander mechanisch, elektrisch oder pneumatisch verkettet.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß das Umspritzen des ZeI-lenvcrbinders mit KunststolT nur kurze Zeit, beispielsweise etwa 15 bis 30 Sekunden, in Anspruch nimmt, während bei üblichen Umklebeverfahren das Aushärten des Klebers bzw. Kunstharzes abgewartet werden muß. Das erfordert im allgemeinen Aushärtezeiten von 3 bis 4 Stunden und gewöhnlich ein Absetzen der Blockkasten zur Aushärtung der Klebestellen vor dem Aufsetzen des Blockdeckel. 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 besonders leicht, z. B. nach bekannten Spiegcl-Schwciß-Vcrfahrcn, mit dem Gehäuse verbunden werden.

Claims

Patentansprüche

I. Verfahren zur Flerstellung eines Akkumulators mit durch die Zellentrennwände geführten Zellenverbindern, welche in Ausnehmungen in den Zi !lentrennwänden 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 Zcllcnverbindcrn 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 weiden, daß die Zellentrennwände (6) in die umlaufende Rille, welche in dem Bereich, in dem sie auf ilen Zellentrennwänden ((t) aufsitzt, eine Hinter-

schneidiing (7) besitzt, eingreifen, daß anschließend auf mindestens einen der Zellenverbinder (4) cine eng an der Trennwand (6) anliegende Sprilzform 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 ge- ίο kennzeichnet, daß die seitlichen und oberen, über die Ausnehmungen in den Trennwänden (6) überstehenden Bereiche der Verdickung (5) des Zellenverbinders (4) nach dem Aufsetzen der Spritzform einem Preßdruck zur Erzeugung schwalbenschwaiizförmiger Hintcrschneidungen (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 Plattcnblöcke aus den Kassetten in Blockkästen überführt werden und daß nach Umspritzen der Zellenverbinder mit Kunststoff ein Deckel auf die Blockkästen aufgeschweißt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen