DE2112518A1

DE2112518A1 - Battery case

Info

Publication number: DE2112518A1
Application number: DE19712112518
Authority: DE
Inventors: Dietrich Lammers; Juergen Schmidt
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1971-03-16
Filing date: 1971-03-16
Publication date: 1972-09-28

Description

"Batteriegehäuse" l)ie Erfindung betrifft ein Gehäuse zur Aufnahme von zylindrischen SEkunddärzellen, insbesondere NiCd-Zellen, das aus Grundplatte, Zellenaufnahmen und Deckel besteht."Battery case" l) The invention relates to a housing for receiving of cylindrical secondary cells, in particular NiCd cells, which consist of a base plate, Cell receptacles and cover consists.

Zur Stromversorgung von elektrischen Geräten und Einrichtungen an Bord von Fahrzeugen, insbesondere von Raumfahrzeugen, ist es tiblich, außer den Solarzellengeneratoren Batterien vorzusehen. Diese bestehen aus einzelnen, gasdichten elektrochemischen Sekundärzellen, die in zylindrischen Aluminiumgehäuaan eingesetzt sind. Entsprechend den Forderungen bezüglich Spannung und Strom wird eine unterschiedliche Anzahl von Sekundärzellen zu einer Batterie zusammengefaßt. Zur Aufnahme der Sekundärzellen sind Gehäuse bekamt, die aus einem festen Gehäuseunterteil und einem Deckel bestehen. Um eine schock-Reste Anordnung der Sekundärzellen im Gehäuse zu erreichen, können die freien Räume zwischen den Sekundärzellen mit Hilfe eines Kunststoffes ausgeschäumt werden.For the power supply of electrical devices and facilities It is customary to board vehicles, especially spacecraft, except for the Solar cell generators provide batteries. These consist of individual, gas-tight electrochemical secondary cells, which are used in cylindrical aluminum housings are. Depending on the requirements with regard to voltage and current, there is a different Number of secondary cells combined into one battery. To accommodate the secondary cells are housed, which consist of a fixed lower part of the housing and a cover. In order to achieve a shock residue arrangement of the secondary cells in the housing, you can the free spaces between the secondary cells are filled with plastic will.

Diese flauveise der Batterien hat den wesentlichen nachteil, das nach dein Ausschäumen eine Austauschbarkeit von Sekundärzellen und anderen Bauteilen nicht ehr möglich ist. Wenn ferner auch das feste Gehäuse aus einet Leichtmetall-Spritzguß hergestellt werden kann, so haftet ihLm jedoch von vornherein ein bestimmtes Gewicht an.This drainage of the batteries has the main disadvantage that after your foaming an interchangeability of secondary cells and other components is no longer possible. Even if the solid housing is made of a light metal injection molding can be produced, however, a certain weight is adhered to from the outset at.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anzahl von zylindrischen gasdichten elektrochemischen Sekundärzellen in Metallgehäusen zu einer kompakten elektrischer und mechanischen Einheit zusammenzufügen und dabei zu berücksichtigen, daß die so gewonnene Batterie ein möglichst oeri«ges Gewicht aufweist und ihre Sekundärzellen jederzeit auswechselbar sein sollen.It is therefore the object of the invention to provide a number of cylindrical gastight electrochemical secondary cells in metal housing to a compact assemble electrical and mechanical unit, taking into account that the battery obtained in this way has the greatest possible weight and its secondary cells should be exchangeable at any time.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Gehäuse der Batterie in einer Sandwich-Bauweise zu erstellen ist, dessen Grundplatte und Deckel auf ihren Innenflächen so ausgebildet sind, daß sie zugleich zur schockfcsten Halterung der die Batterie bildenden Sekundärzellen dienen.To solve this problem it is proposed according to the invention that the housing of the battery is to be created in a sandwich construction, its base plate and covers are designed on their inner surfaces in such a way that they are shockproof at the same time Serve holder of the secondary cells forming the battery.

Dieses läßt sich in verhältnismäßig einfacher Gleise dadurch bewerkstelligen, daß in Grundplatte und Deckel entsprechend der Anzahl der aufzunehmenden Sekundärzellen Vorsprünge eingearbeitet sind, die als Anschläge für die Sekundärzellen dienen.This can be achieved in a relatively simple track by that in the base plate and cover according to the number of secondary cells to be accommodated Projections are incorporated, which serve as stops for the secondary cells.

Fiir die Endfixierung der Sekundärzellen in der Horizontalen ist jeweils vier Sekundärzellen eine zentrale Spannvorrichtung zugeordnet, die nach der Fertigstellung der Batterie von außen betätigbar sind. Die Endfixierung in der Vertikalen erfolgt.For the final fixation of the secondary cells in the horizontal is in each case four secondary cells are assigned a central jig, which after completion the battery can be operated from the outside. The final fixation takes place in the vertical.

durch Zugbolzen, die den Gehäusedeckel mit der Gehäusegrundplatte verbinden. Die zentrale Spannvorrichtung kann dabei aus einem zylindrischen, an den Enden mehrfach geschlitzten Rohrstück bestehen, dessen Enden durch Zugbolzen verbundene Druckstücke aufnehmen.by tension bolts that connect the housing cover to the housing base plate associate. The central clamping device can consist of a cylindrical, on the ends consist of multiple slotted pipe sections, the ends of which are fastened by tension bolts take up connected pressure pieces.

Das Gehäuse nach der Erfindung zeichnet sich durch ein geringes Gewicht aus, das durch die selbsttragende, jederzeit lösbare Sandwich-Bauweise mit Spannvorrichtungen unt Zugbolzen erreicht wird. Da das Ausschäumen der freien Räunie zwischen den Sekundärzellen nicht mehr erforderlich ist, ist eine leichte Austauschbarkeit der Sekundärzellen und Bauteile gegeben. Durcll die innere Verspannung und die dadurch erzeugte Reibung wird eine ausreichende Schockdämpfung erzielt. Schließlich ist eine ausreichende Zellenatmung bei Überladung und ein gutes thermisches Verhalten gewährleistet. Die erfindungsgemäße Bauweise der Batterie ormöglicht eine weitgehende Standardisierung und setzt die Kosten für die Lagerhaltung und Montage wesentlich herab.The housing according to the invention is characterized by a low weight thanks to the self-supporting sandwich construction with clamping devices that can be released at any time und pull stud is reached. Because the foaming of the free Räunia between the secondary cells is no longer required, is easy interchangeability of the secondary cells and components. Through the internal tension and the friction generated by it sufficient shock absorption is achieved. After all, it is sufficient Cell breathing in case of overload and good thermal behavior guaranteed. the The construction of the battery according to the invention enables extensive standardization and significantly reduces storage and assembly costs.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt.In the drawing, an embodiment according to the invention is shown.

figur 1 zeigt eine Seitenansicht des Gehäuses, z.T. geöffllet, Figur la eine Ergänzung (Seitenansicht im Schnitt) zu Fig. 1, Figur 2 eine Draufsicht auf ein teilweise geöffnetes Gehäuse, Figuren 3 und 4 je eine Draufsicht auf Grundplatte und Deckel und Figur 5 eine Spanvorrichtung.Figure 1 shows a side view of the housing, partly open, figure la a supplement (side view in section) to FIG. 1, FIG. 2 a plan view of a partially open housing, Figures 3 and 4 each a plan view of the base plate and cover and FIG. 5 a clamping device.

Das Batteriegehäuse gemäß Fig. 1 besteht aus der Grundplatte 1 und dem Deckel 2, die nach Einsetzen der gegeneinander isolierten Sekundärzellen 3 mittels Spannschrauben 4 und 5 fest miteillander verbunden sind. Die Sekundärzelle wird von einer Hülse 6 aus einer Leichtmetallegierung aufgenommen, die gegen die Zelle 3 mittels einer isolierfolie 6a und einer wärmeleitenden Zwischenschicht 61> isoliert ist (Fig. la). In der dargestellten Batterie sind zwei Reihen je sieben Sekundärzellen enthalten.The battery housing according to FIG. 1 consists of the base plate 1 and the cover 2, which after insertion of the mutually insulated secondary cells 3 by means of Clamping screws 4 and 5 are firmly connected to one another. The secondary cell will received by a sleeve 6 made of a light metal alloy, which against the cell 3 by means of an insulating film 6a and a thermally conductive intermediate layer 61> is isolated (Fig. la). In the battery shown, there are two rows of seven each Secondary cells included.

Aus Fig. 2 ist zu entnehmen, wie die Sekundärzellen 3 in zwei Rciben zwischen Grundplatte 1 und Deckel 2 eingesetzt sind. Die einzelnen Sekundärzellen 3 sind mit Hilfe von Zellenverbindern 7 elektrisch hintereinender und parallel geschaltet. Aus dem rechten geöffnet dargestellten Teil des Gehäuses sind in der Grundplatte die Gewindebohrungen 8 bzw. 9 zur Aufnahme der Zugbolzen 4 und 5 zu ersehen.From Fig. 2 it can be seen how the secondary cells 3 in two Rciben are inserted between the base plate 1 and cover 2. The individual secondary cells 3 are electrically connected in series and in parallel with the aid of cell connectors 7. From the right part of the housing shown open are in the base plate the threaded bores 8 and 9 for receiving the tie bolts 4 and 5 can be seen.

Vier Sekundärzellen 3 ist je eine Spannvorrichtung 10 für die Lagen-Endfixierung in der Horizontalen zugeordnet. Zur Betätgwig dieser Spannvorrichtungen von außen sind im Deckel 2 Öffnungen 11 vorgeschen.Four secondary cells 3 are each a clamping device 10 for the final fixing of the layers assigned in the horizontal. To actuate these clamping devices from the outside 2 openings 11 are provided in the cover.

Die Fig. 3, die die Innenfläche der Bodenplatte 1 zeigt, läßt erkennen, daß die Grundfläche durch mehrere nach inneii weisende Vorsprünge 12 bzw. 13 in getrennte Räume zur Aufnahme der Sekundärzellen aufgeteilt ist. Die Räume 1/i und 15 nehmen je vier Sekundärzellen auf, während die Räume 16, 17 und 18 für je zwei Sekundärzellen bestimmt sind. Die Vorspriiiige 12 bzw.3, which shows the inner surface of the base plate 1, shows that the base area by several inneii pointing projections 12 and 13 in separate rooms to accommodate the secondary cells is divided. The rooms 1 / i and 15 each accommodate four secondary cells, while rooms 16, 17 and 18 each accommodate two Secondary cells are intended. The projections 12 resp.

13 dienen als Anschläge für die Sekundärzellen, wenn die in Fig. 2 bereits erwähnte Spannvorrichtung 10 eingesetzt ist. Die Vorsprünge 13 und die nac]i oben weisenden Vorsprünge 19 weiseil Gewindebohrungen zur Aufnalune der mit Gewinde versehenen Enden der Zugbolzen 4 und 5 auf. Die in Fig. 4 dargestellte Innenfläche des DEckels 2 hat eine ähnliche Aufteilung, wie sie die Grundplatte besitzt. Auch hier sind die Räume 20 und 21 für die Viererpruppe und die Räume 22 bis 24 für die Zweiergruppe der Sekundärzellen bestimmt. Zur Lagen-Endfixierung der Sekundärzellen in der Vertikalen weisen die Durchgangsbohrungen für die Zugbolzen 4 besitzenden Vorsprünge 23 sowie die Vorsprünge 26 vorspringende Kanten 27 und 28 auf. ei Aufsetzen des Deckels 1-egen sich die Kanten 27 und 28 auf die oberen Ränder der eingesetzten Sekundärzellen. Zur Erhöhung der Festigkeit des Deckels 2 sind die Rippen : 29 vorgesehen, dl s Liit den die Durchgangsbohrungen für die Zugbolzen 5 aufweisenden Vorsprüngen 30 verbunden sind. Ferner sind im DEckel 2 die Aussparungen 11 sichtbar, die im fertigmontierten Zustand der Batterie eine Betätigung der Spannvorrichtung von außen ermöglichen.13 serve as stops for the secondary cells when the in Fig. 2 already mentioned clamping device 10 is used. The projections 13 and the nac] i above-facing projections 19 white rope threaded holes for Aufnalune with the thread provided ends of the tie bolts 4 and 5. The inner surface shown in FIG of the cover 2 has a similar division as it has the base plate. Even here are the rooms 20 and 21 for the group of four and the rooms 22 to 24 for the Two groups of secondary cells are determined. For final fixing of the secondary cells in the vertical, the through holes for the tie bolts 4 have Projections 23 and projections 26 have projecting edges 27 and 28. ei putting on of the lid 1-egen the edges 27 and 28 on the upper edges of the inserted Secondary cells. To increase the strength of the cover 2, the ribs: 29 are provided, dl s Liit the projections having the through bores for the tension bolts 5 30 are connected. Furthermore, the recesses 11 are visible in the cover 2, which are shown in fully assembled state of the battery an actuation of the clamping device from the outside enable.

In Fig. 5 ist schließlich die in Fig. 2 erwähnte Spannvorrichtung 10 dargestellt. Sie besteht aus einem zylindrischen Rohrstück 31, das an seinen beiden Enden mehrere Schlitze 32 aufweist. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind vier solcher Schlitze in jedem Ende der zylindrischen ilülse 31 vorgesehen. In die Enden der lijilse 31 werden mit Hilfe eines Zugbolzens 33 Druckstücke 34 und 35 bei Betätigung des Schraubenbolzens hineingezogen. Aus diesem Grunde ist der Zugbolzen 33 mit einem Gewinde 36 versehen, das in eine Gewindebohrung des druckstückes 35 ein- und ausschraubbar ist.Finally, FIG. 5 shows the clamping device mentioned in FIG 10 shown. It consists of a cylindrical piece of pipe 31, which is attached to his has a plurality of slots 32 at both ends. In the embodiment of FIG. 2 are four such slots in each End of the cylindrical sleeve 31 intended. In the ends of the lijilse 31 are 33 pressure pieces with the help of a tension bolt 34 and 35 pulled in when the screw bolt is actuated. This is why the tension bolt 33 is provided with a thread 36 which is inserted into a threaded hole in the pressure piece 35 can be screwed in and out.

Der Zusammenbau der Batterie wird in folgender Weise vorgenommen. In die einzelnen Räume der Grundplatte werden je vier bzw. je zwei vorher mit einer isolierenden Umhüllung versehenen Sekundärzellen eingesetzt. Je vier Sekundärzellen ist eine Spannvorrichtung 10 zugeordnet. Nach Herstellung der elektrischen Verbindungen mit Hilfe der Verbinder 7 wird der Deckel 2 auf die Sekundärzellen aufgesetzt. Danach werden die Zugbolzen 4 und 5 in die entsprechenden Öffnungen im Deckel eingeführt und leicht angezogen. Mit Hilfe der Zugbolzen 33 der Spannvorrichtungen 10 werden die Sekundärzellen gegen die entsprechenden Anschläge 12 bzw. 13 gedrückt und damit in der Horizontalen fixiert. Schließlich werden die Zugbolzen 4 und r festgezogen, um auch eine Verspannung in vertikaler Richtung zu erzielen.The assembly of the battery is carried out in the following way. In the individual rooms of the base plate four or two each with one Secondary cells provided with an insulating cover are used. Four secondary cells each a clamping device 10 is assigned. After making the electrical connections with the aid of the connector 7, the cover 2 is placed on the secondary cells. Thereafter the tension bolts 4 and 5 are inserted into the corresponding openings in the cover and slightly tightened. With the help of the tension bolts 33 of the clamping devices 10 the secondary cells pressed against the corresponding stops 12 and 13 and thus Fixed in the horizontal. Finally the tension bolts 4 and r are tightened, in order to also achieve tension in the vertical direction.

Für die Auswechselung einer schadhaft gewordenen Sekundärzelle wird der Deckel 2 der fla tterie entfernt, die entsprechende Spannvorrichtung gelockert und die elektrische Verbindung der Sekundärzelle gelöst. Nach dem Ersatz der Sekundärzellen und der Wiederherstellung der elektrischen Verbindung zur benachbarten Zelle wird der Gehäusedeckel 2 wieder aufgesetzt und wie oben beschrieen verfahren.For the replacement of a damaged secondary cell the cover 2 of the fla ttery removed, the corresponding clamping device loosened and the electrical connection of the secondary cell is released. After replacing the secondary cells and the restoration of the electrical connection to the neighboring cell Replace the housing cover 2 and proceed as described above.

Seiteii 3esclireibung 4 Patentansprüche 6 Blatt Zeichnungen mit 6 FigurenSeiteii 3esclireibung 4 claims 6 sheets of drawings with 6 characters

Claims

PATENT CLAIMS 1. Housing for holding cylindrical secondary cells in particular NiCd cells, which consists of a base plate and a cover, which after receiving the secondary cells are screwed together, characterized in that that the housing is created in sandwich construction and the inner surfaces of the base plate (i) and the cover (2) are designed so that they are also used for shock-proof mounting the secondary cells (3) forming the battery are used.

2. Housing according to claim 1, characterized in that in the base plate and cover according to the number of secondary cells to be accommodated (3) Yor, sprange (12, 13, 25, 26) are incorporated1 that serve as stops for the secondary cells.

3. Housing according to claim 1, characterized in that four each A clamping device (10) is assigned to secondary cells (3}, which after completion the battery can be operated from the outside

4. Housing according to claim 3, characterized in that that the clamping device (10) from a cylindrical, slotted several times at the ends Pipe section (31) consists, the end parts of which are connected by means of tension bolts (333) (3lot, 35).

L e r s e i t e