DE2027083A1 - Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung durch eine Wand eines Akkumulators hindurch - Google Patents

Description

Pirat national Bank Building.

St. Faul, Minnesota (V,St.A.)

Patentanmeldung

Verfahren zum Herstellen, einer elektrischen Verbindung duroh eine Wand eines Akkumulators hindurch.

Die Erfindung betrifft im allgemeinen ein Verfahren zum Herstellen elektrischer Verbindungea durch die !!!rennwände zwischen den einseinen Zellen öderdurchdie AussernYand eines Akkumulators hindurch und im besonderen eine solche Ausführung dieser Verbindung, bei d|r/ der Elektrolyt oder andere flüssigkeiten nicht aus der Öffnung in der Trennwand oder Aussenv/and aussickern können» ■,...'-

Im tauf der ^Jahre sind eiiie An*ahX|verschiedeÄer elektrischer Verbindungen durch eine isolierende Wand hindurch und verschiedene Verfahren stur Herstellung einer solchen Verbindung/bekannt geworden» Als Böäüpielß seien die USA-Fatentechriften 3 336 164 von Killer und 3 275 793 von yriechkorn genannt. Diese« 0tand dei» lechnik gegenüber

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liegt dem Verfahren nach der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine erhöhte Sicherheit und -Zuverlässigkeit der Abdichtung ■' der öffnung in der Akkumulatorwand au gewährleisten.

Die Erfindung schlägt vor, dess in einer isolierenden Wand eines Akkumulators eine öffnung, z.B. durch Stanzen, hergestellt wird und auf den beiden einander entgegengesetzten Seiten der Wand zwei elektrisch leitende Anschlußglieder, von denen mindestens eines einen in die,Wandöffnung hineinpassenden Vorsprung hat, so angeordnet werden, dass sie sich zu beiden deiten der Wandöffnung gegenüber liegen, dass dann die Anschlußglieder durch die üandöffnung hindurch eng aneinander gebracht, in dieser Lage festgehalten und miteinander verschmolzen werden und dass schliesslich durch einen gleichzeitig auf die beiden Anschlußglieder ausgeübten axialen Druck dit-se mit ihren Anlageflächen unter gleichzeitiger Abdichtuni des gesamten Umfange der Wandöffnung gegen die Flächen der Wand gepresst werden« ·

Eine bevorzugte Durchflihrungsform der Erfindung besteht darin, dass jedes AnnchluSglied mit einem Vorsprung in die Wandöffnung teilweise hineingeschoben wird, bis beide Anschlußglieder innerhalt der Wandöffnung aneinanderstoßen« Bebei wird das flüssige Metall für das Miteinanderverschmelzen der beiden Anschluiglieder durch eine zentrale Öffnung in dem einen AnschluOglied -eingeführt.

Eine andere bevorzugte DurchfUhrungsform der Erfindung besteht darin, dass das eine Anschlußglied mit seinem zapfenförmigen Vorsprung durch die ganze Wandöffnung hindurch in eine Öffnung im anderen Anschlußglied geschoben wird« Dabei wird das flüssige Metall für das Aneinanderschmelzen der beiden Anschlußglieder in eine ringförmige Ausnehmung zwischen dem zapfenförmigen Vorsprung des einen Anschlußgliedes

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und der Rückseite eines durchlochten Flansches des anderen Anschlußgliedee eingeführt. Zweokmässig hat der Vorsprung eines der Ansohlußglieder die Form einer Hülse, die die Akkumulatorwanti gegen ein Verkohlen schlitzt, wenn die beiden Anschlußglieder miteinander verschmolzen werden.

In der Zeichnung Bind für zwei verschiedene Ausführungsformen der Verbindung die verschiedenen Schritte des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt»

j Fig. 1 zeigt im Schnitt die beiden, gegeneinander ausgerichteten Anschlußglieder einer ersten Ausführungeform der elektrischen Verbindung durch eine Wand, vor ihrer Einfüh-

rung in die Wandöffnung}

Fig. 2 zeigt im Schnitt die elektrische Verbindung nach der Fig. 1 nach der Vereinigung und gegenseitiger Verschmelzung der Anschlußglieder, aber vor der Ausübung des ab- ! schlieeeenden Axialdrucke}

Fig« 3 zeigt im Schnitt die beiden Anschlußglieder einer anderen AusfUhrungsform der elektrischen Verbindung, vor ihrer

Vereinigung;

> Fig. A zeigt im Schnitt die durch Verschmelzen miteinander ι verbundenen Anschlußglieder nach der Fig. 1, vor der Ausübung des abschlieseenden Axialdrucksι

Fig. 5 zeigt im Schnitt die miteinander verbundenen Anschlußglieder nach den Fig. 1 und 2 nach der Ausübung dee abechllesaenden Axialdruckee»

Früher wurden die elektrischen Verbindungen «wieöbe» den

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einzelnen Zellen eines Akkumulators oder aus einer Zelle zu einem aussen gelegenen Anschluß durch das Verlegen des Verbindungsorgans über eine Zellwand oder durch den Deckel des Akkumulators hergestellt, um ein Aussickern von flüssigkeit zwischen den Zellen oder aus dem Gehäuse zu verhindern. Diese Art der Konstruktion der Verbindung war nicht nur kostspielig und beim Zusammenschalten von Akkumulatoren zeitraubend,sondern sie erhöhte auch durch die zusätzliche länge der Zwischenzeilen-Verbindungen den Widerstand der Leitungen und ver-r ursachte überdies oft den Ausfall des Akkumulators. Um diese Nachteile zu überwinden_fwurden zahlreiche durch eine Wand oder Zwischenwand hindurchgehende elektrische Verbindungen entwickelt. Dazu gehören die Dreielementen-Bauart und einige, der jüngsten Entwicklungen der Zweiglieder-Konstruktion. Der gröBste Vorteil dieser Konstruktion ist, dass die Wahrscheinlichkeit einer Korrosion beträchtlich verringert ist, weil nur eine einzige mechanische Verbindung notwendig ist, die an die passendste Stelle gelegt werden kann. Der schwerste Nachteil und das grösste Hindernis für die Verwendung eines durch eine Zwischenwand hindurchgehenden Verbindungsorgans ist die Gefahr eines Aussickerns durch die Öffnung in der Wand des Akkumulators, ein Nachteil, der durch die Erfindung verhindert wird.

Nach den Pig. 1 und 2 ist durch eine Zwischenwand oder Außenwand 11 eines Akkumulators auf irgend eine passende Weise eine kreisförmige Öffnung 10 gestanzt. Das eine Anschlußglied 12 der zweiteiligen Verbindung, das auf der linken Seite der Wand 11 liegt, hat die Form einer ringförmigen HUlse mit einem Plansch 13, der eine innere Anlagefläohe 14 hat. Diese kann, wie später beschrieben wird, sum Anliegen an der linken

Seite der Wand 11 gebraoht werden»

Auf der rechten Seite der

Wand 11 liegt daa andere AnschluSgjled 13 dar zweiteiligen Verbindung, daa die Jorra tines maaeivtn Zapfen· mit einem ähnlichen Planeoh 16 hat. Dieser woiat gleiohfall· eine innere

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Anlagefläche 17 auf, die dazu bestimmt ist, an der rechten Seite der Wand 11 anzuliegen, Normalerweise ist jedes Anschlußglied entweder innerhalb einer Zelle mit den Akkumulatorplatten oder ausserhalb des Gehäuses mit einem aussen gelegenen Polbolzen zu einem Stück verbunden. In den Zeichnungen ist die erste Anordnung dargestellt. Ob die Anschlußglieder 12 und 15 mit Platten oder einem aussen gelegenen Polbolzen verbunden sind, ist von ihrer Verwendung zur Verbindung von Zellen oder zum Anschluß nach aussen durch eine Auasenwand des Gehäuses hindurch abhängig.

Die Abmessungen der Anschlußglieder sind so gewählt, dass sie mit ihren Vorsprüngen in die öffnung IO der Wand 11 hineinpassen. Vorzugsweise passen sie mit Preßaltz in diese öffnung, aber dies ist keine Bedingung,. Zweökmässig ist die Länge der Vorsprünge der Anschlußglieder eine solche, dass ihre Enden ganz nahe innerhalb der Wand 11 aneinanderliegen oder sich sogar berühren. Vorzugsweise haben die Vorsprünge die gleiche Länge, so dass sie sich in der Mitte der Wand berühren, wie in der Fig. 2 dargestellt ist, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Wenn die Endflächen der Vorsprünge der Anschlußglieder 12 und 15 miteinander auf eine später beschriebene Weise miteinander verbunden sind, liegen die inneren Anlageflächen 14 und 17 nicht an den entsprechenden Seiten der Wand 11 an. Diea ist besonders wichtig, wenn die Vorsprünge aneinander stossen, wie dies in der Pig. 2 dargestellt ist*

Wenn *Ae Anaqhlußglieder 12 und 15 mit ihren Voreprüngen in die Öffnung 10 hineingeschoben sind, werden sie in der öffnung IO und aneinander durch eine geeignete, nicht dargestellte Haltevorrichtung festgehalten und durch Zufuhr von Wärme und Eingiessen eines geschmolzenen Metalle, z.B. Blei, durch die öffnung 18 in dem hUlBenföraigen Afcsohlußglied 12 Miteinander versohttolaiea» .- :' ... -.'

-ORIGINAL

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V.'enri α ie Öffnung 18 ganz mit Blei gefüllt ist und sodann während einer pausenden Zeitspanne eine Wärmemenge zugeführt wurde, die hinreicht, um die beiden Anschlußglieder miteinander zu verschmelzen, wird das Verbindungsaggregat abgekühlt und gehärtet. Hernach sind die beiden Anschlußglieder 12 und 15 fest miteinander verbunden, so dass sie «in zusammenhängendes Verbindungsstück bilden, wie es in der iig_f 2 dargestellt ist· Es kann beobachtet werden, dasa während des Vorganges des iiliteinonderverschmelzens das in der öffnung IO befindliche Anachlußglied 12 als Trennwand zwischen dem heissen, geschmolzenen Metall und dem Material der Teilwand 11 wirksam iat und deren Ankohlen während des Vorganges des Miteinanderverschmelzens verhindert·

Nach dem Miteinanderverschmelzen der beiden Anschlußglieder liegen αlese im allgemeinen lose an der Wand an, und es kann sogar ein geringer Spalt «wischen den Anlageflächen 14 und 17 der Anschlußglieder und der zugehörigen Fläche der Wand 11 vorhanden sein. Nunmehr wird erneut eine passende Haltevorrichtung (nicht dargestellt) verwendet und von beiden leiten der Viand 11 her uuf beide Seiten des Verbindungsstückes ein axialer Druck ausgeübt· Dieser bewirkt eine radiale Ausdehnung des innerhalb der öffnung 10 befindlichen Teils dee Verbindungsstücks und eine Verformung der Flanschen 13 und 16 xu beiden Seiten der ..and 11. Der ausgeübte Druck zwingt die Anlagefläche 14 und 17 zur festen Anlage an den entsprechenden Seiten der fand 11 rund um den tJmfang der Öffnung 10 herum, wodurch eine sehr wirksame Abdichtung gegen ein Aussickern von Flüssigkeit aus der öffnung erzielt wird· JBa wurde gefunden, dasa durch die Anwendung von Druck,nach-4em zwei Anschlufii. glieder miteinander verechetleen wurden, die Güte und Zuverlässigkeit der Abdichtung «wischen der Wand und dem Verbindungsstück erheblich verbessert wurden.

Ein Vorteil der verhältnlsmässig kurzen Vorsprünge der

Anschlußglieder, so dass sich jeder längs einer Hälfte in die öffnung IO hineinerstreckt, ist, dass sie leichter in das Zelleninnere eingebracht werden können, besonders wenn sie in einem AkkumulatorgehäuBe verwendet werden, dessen Wände aus verhältnismässig steifem oder hartem Material bestehen. Materialien dieser Art sind zumeist verhältnismässig unbiegsam, sodace ein Ubermäsaig langer Vorsprung auf einem der Anschlußglieder sein Einbringen in das Zelleninnere beim Zusammenbau des Akkumulators schwierig macht. Andererseits, wenn die Wände biegsam genug sind, um einen längeren Vorsprung zuzulassen, kann der Zapfen an dem ^nschlußglied 15 weggelassen werden, so dass es nur eine flache Anlagefläche gegen die Wand 11 hat. Das hlilsenförmige Anschlußglied 12 mlisste dann einen Vorsprung haben, der im wesentlichen durch die ganze Wand 11 hindurchgeht, so dass es auf der anderen Seite der Wand dem Anschlußglied 15 nahekommt oder an ihm anliegt·

Wenn beide Anschlußglieder Vorsprünge aufweisen, mlissen beide Vorsprtinge mindestens teilweise in die Wand hineingesteckt werden, was deren leichte Ausrichtung zueinander und mit der Wandöffnung zur Folge hat·

Die Pig. 3-5 zeigen eine andere Ausfuhrungsform der elektrischen Verbindung'nach der USA-Patentschrift 3 336 164 von Miller in verschiedenen Stufen des Zusammenbaus nach der vorliegenden Erfindung. Da» zapfenförmige Anschlußglied besteht aus einem Vertindungsstreifen 25» der mit einem Flansch 27 aus einem Stück besteht,und einem zapfenförmigen Vorsprung 29» der in einer ebenen Fläche mit einer sich nach aussen erweiternden Ausnehmung 31 endet. Das wabenförmige Anschlußteil besteht aus einem Verbindungsstreifen 26, der mit einem Ansatz 28 ein Stück bildet. Dieser Ansatz 28 hat eine öffnung 32 mit einem sich nach aussen erweiternden Teil 32ä. Diese

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beiden Anschlußteile bilden eine zweiteilige Verbindung.

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Bei der in den Fig. 3-5 dargestellten Verbindung wird der j zapfenförmige Vorsprung 29 des einen Anschlußteils in eine ί gestanzte Öffnung der Wand 30 und in die Öffnung 32 in dem Flansch 28 des anderen Anschlußteils hineingeschoben. Dabei verbleibt zwischen dem zapfenförmigen Vorsprung 29 und der Öffnung 32 ein ringförmiger, flacher Spalt 33. Anschliessend wird in diesen Spalt 33 ein geschmolzenes Metall, z.B. Blei , hineingegossen (Fig. 4)t Dadurch werden die beiden Anschlußglieder zu einer Einheit miteinander verschmolzen. Sodann erfolgt die Kühlung und Härtung der Anschlußglieder, die sodann eine aus einem Stück bestehende Verbindung bilden.

Nach dem Miteinanderverschmelzen der beiden Anschlußglieder ist die Verbindungsanordnung relativ zur Trennwand 30 noch etwas lose, denn in der Tat kann zwischen den Flanschen 27 " und 28 und der Trennwand 30 je ein geringer Spalt vorhanden sein. Der Grund für diese Spannungalosigkeit besteht darin, dass unterschiedlich zur bisher bekannten Art des Zusammenbaus auf die Flanschen kein Druck ausgeübt wurde, um sie vor dem Miteinanderverschmelzen zusammenzupressen. Erst nach dem Miteinanderverschmelzen wird auf die Rückseite des Flansches 27 des einen Anschlußgliedes und auf die Rüokseite des Flansches 28 des anderen Anschlußgliedes und auf die Endfläche des zapfenförmigen Vorsprungs 29 des erstgenannten Anschlußgliedes ein Druck ausgeübt. Durch diesen Druck werden die beladen Flanschen dicht gegen die Zwischenwand 30 gedrückt und der zapfenförmige Vorsprung 29 auseinandergedrückt, so das» er zwischen den beiden Anschlußgliedern eine flüsaigkeltadichte Verbindung herateilt»

• Obwohl das Verfahren zur Bildung einer elektrischen Terbindung an einer Ausfuhrungsforn gezeigt wurde, bei der der Aussparung?·

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Claims (1)

1. Ansprüche

   Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung durch eine isolierende Wand eines Akkumulators hindurch, dadurch gekennzeichnet» dass in dieser Wand eine öffnung, z.B. durch Stanzen, hergestellt wird und auf den beiden, einander entgegengesetzten Seiten der Wand zwei elektrisch leitende Anschlußglieder, von denen mindestens uinea einen in die Wundöffnung hineinpassenden Vorsprung hat, so angeordnet werden, dass sie sich zu beiden Sei_ ten der Wandöffnung gegenüber liegen, dass dann die Anschlußglieder durch die Wandöffnung hindurch eng aneinander gebracht, in dieser Lage festgehalten und miteimmder verschmolzen werden und dass schliesslich durch einen gleichzeitig auf die beiden Anschlußglieder ausgeübten axialen Druck diese mit ihren AnIa 'eflachen unter gleichzeitiger Abdichtung des gesamten Umfange der Wandöffnung gegen die Flächen der Viand gepresst werden.

   Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anschlußglieder durch das Zuführen von geschmolzenem Metall in den zwischen ihnen gelegenen Bereich miteinander verschmolzen werden·

   Verfahren nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daes jedes Anschlußglied (12,15) mit einem Vorsprung in die wandöffnung (10) teilweise hineingeschoben wird, bis beide Anschlußglieder innerhelb der Wandöffnung aneinanderstoßen (Fig. 1 und 2)·

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   BAD ORIGINAL

   bereich 32a durch die öffnung 32 in dem Plansch des nabenförmigen Anschlußgliedes gebildet wird, könnten augenscheinlich .das Ende des zapfenförmigen Vorsprungs 29 halbkuglig und die Öffnung 32 zylindrisch, ohne einen erweiterten 'Teil 32a, ausgeführt sein. Β·1 dieser Ausfiihrungsform wllrde der Aussparungsbereich durch die Innenwand der zylindrischen Öffnung und das halbkugelige Ende des zapfenförmigen Vorsprungs 29 gebildet v/erden. Auch könnten beide Anschlußglieder einen Aussparungsbereich haben, so dass das geschmolzene Metallj34 den gesamten, von dem sich nach aussen erweiternden bzw. kugeligen Bereich der beiden Anschlußglieder gebildeten Aussparungsbereich füllen würde.

   Es ist einleuchtend, dass der Aussparungsbereich zv/ischen den Anschlußgliedern sich nicht unbedingt nach aussen erweitern muss, sondern auch zylindrisch oder ähnlich sein kann.

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