DE2151369A1 - Zu einer blockeinheit verschweisste zellengefaesse fuer akkumulatoren - Google Patents

Description

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8.10.1971 Zr/Kf

Anlage zur
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ROBERT BOSGH GMBH, Stuttgart (Deutschland)

Zu einer Blockeinheit verschweißte Zellengefäße für Akkumulatoren

Die Erfindung bezieht sich auf zu einer Blockeinheit verschweißte Zellengefäße oder Doppelzellengefäße für Akkumulatoren, die aus thermoplastischem Kunststoff "bestehen und mit ihren Außenwänden eng aneinanderliegen.

Die Gefäße mehrzelliger Akkumulatoren haben entweder aus einem
einheitlichen Gußstück bestehende sogenannte Blockkasten oder
statt dessen eine Anzahl von einzelnen miteinander kombinierten Zellengefäßen. V/ährend man die Blockkasten vorzugsweise für Akkumulatoren-Batterien verwendet, die in großen Serien wirtschaftlich herstellbar und deren Blockkasten dabei spritzgießtechnisch beherrschbar sind, weisen aus einzelnen Zellengefäßen zusammen-

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gesetzte Batteriegefäße den Vorteil auf, daß sie zu jeder gewünschten Batteriegröße hinsichtlich Spannung und Kapazität kombiniert werden können und daß ein Spritzgießen von einzelnen Zellengefäßen heute weitgehend problemlos ist. Bei aus einzelnen Zellengefäßen zusammengesetzten Blockeinheiten ist es oft aufgrund von im Betrieb auftretenden Beanspruchungen notwendig, daß ihre Verbindungen entsprechenden Erschütterungen und besonders hohen mechanischen Belastungen standzuhalten vermögen. Es sind hierzu bereits die verschiedensten Möglichkeiten vorgeschlagen worden, z.B. Verbinden der Zellengefäße durch einfaches Schweißen oder Verkleben der aneinanderliegenden Außenflächen der Zellengefäße, mittels Rahmen oder Klammern zum mechanischen Zusammenhalten der Zellengefäße und durch Festlegen der Zellen-■gefäße mittels Vergußmasse in größeren Behältern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sichere Verbindung für einzelne Zellengefäße oder Doppelzellengefäße zu entwickeln, die e-infach, schnell und in einer Fließfertigung wirtschaftlich ausführbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die betreffende Außenwand eines ersten Zellengefäßes mindestens eine vertikale Schwalbenschwanznute bzw. eine vertikale schwalbenschwanzförmige Leiste hat, die mit einer vertikalen schwalbenschwanzförmigen Leiste bzw. einer vertikalen Schwalbenschwanznute eines benachbarten zweiten Zellengefäßes eine passende Verbindung bildet und daß die beiden benachbarten Außenwände über die gesamte Länge ihrer deckelseitigen Kanten eine gemeinsame Schweißverbindung aufweisen} eine ZellengefäS-verbindung, bei der jede für eine Verbindung vorgesehene Außenv/and eines Zellengefäßes mindestens eine Schwalbenschwanznut und eine schwalbenschwanzförmige Leiste hat, hat sich dabei als zweckmäßig erwiesen.

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Bei einer besonders für eine Fließfertigung geeigneten Ausführung 'einer erfindungsgemäßen Verbindung werden die benachbarten Außenwände über die gesamte Länge ihrer deckelseitigen Kanten durch Spritzschweißen verbunden; bei einer anderen bevorzugten, äußerst wirtschaftlichen Ausführung wird sogar gleichzeitig damit der gemeinsame Blockdeckel auf den Zellengefäßen befestigt, indem die beim Spritzschweißen verwendete thermoplastische Vergußmasse durch Deckellöcher in einen Kanal eingespritzt wird, der von einer Deckelnute und den Stirnkanten der beiden benachbarten Außenwände gebildet wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben und näher erläutert) es. geigen:

Fig_f 1 einen Längsschnitt durch eine aus zwei Zellengefäßen zusammengesetzte, im verkleinerten Maßstab gezeichnete Blockeinheit nach Linie I-I in Fig. 2,

Fig, 2 eine Draufsicht auf eine Blockeinheit nach Fig. 1, jedooh noch ohne Schweißnaht auf den miteinander zu verbindenden Außenwänden, ■ .

Fig. 3 einen Auszug III aus Fig. 2 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 die Anordnung eines Spritz-Schweißwerkzeugs zum Verbinden von zwei Zellengefäß-Außenwänden in verkleinertem Maßstab,

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Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine aus zwei Zellengefäßen zusammengesetzte, in verkleinertem Maßstab gezeichnete Blockeinheit, deren Blockdeckel gleichzeitig anläßlich des Spritzschweißens der beiden Zellengefäße mit der Blockeinheit angeschweißt wurde,

Fig. 6 einen Auszug VI aus Fig. 5 in vergrößertem Maßstab, und

P Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Verbindungsstelle von zwei

zu.verbindenden Zellengefäßen in Richtung VII-VII in Fig. 5 (vergrößerter Maßstab). ' .

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Akkumulatoren-Kasten-Blockeinheit 10, die aus zwei Doppelzellengefäßen 11 und 12 fugenlos zusammengesetzt ist; derartige große Zellengefäße 11, 12 finden vorzugsweise bei Akkumulatoren für LKW Anwendung. Das Doppelzellengefäß 11 hat vier Außenwände 111, 112, 113 und 114» eine Zwischenwand 115 und mehrere aus dem Boden 116 ragende Prismen 13, auf denen die nicht dargestellten Plattenblöcke zu stehen korjnen; das Doppelzellengefäß 12 hat entsprechende Außenv/ände 121, 122, fc 123 und 124, eine Zwischenwand 125 und einen Boden 126 mit Prismen 13. Die beiden miteinander verbundenen Außenwände 113 und 121 sind an ihren Außenseiten wechselweise mit einer Anzahl von Schwalbenschv/anznuten 14 bzv/. dazu passenden schwalbenschwanzförmigen Leisten 15 versehen, mit denen sie ineinander geschoben sind (siehe Fig. 3). Die beiden Außenwände 113 und 121 sind von geringerer Höhe als die anderen Außenwände 111, 112, 114, 122, 123, 124 der Zellengefäße 11 und 12 und durch Spritzschweißen zusätzlich über die gesamte Länge ihrer Stirnkanten 117 bzw. 127 verschweißt, wobei die Schweißnaht 16 in der Höhe bündig mit den genannten Außenwänden 111, 112, 114, 122, 123, 124 abschließt.

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In Fig. 4 ist die Anordnung eines Spritzschweißwerkzeugs 17 gezeigt, durch dessen Einspritzöffnung 171 mittels nicht dargestellter Spritzgießmaschine eine thermoplastische Kunststoffschmelze eingespritzt wird, die nach dem Erkalten die wandartige Schweißnaht 16 ergibt.

In den Figuren 5 bis 7 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindung von Zellengefäßen 30 und 40 dargestellt, bei der bein Herstellen einer Schweißnaht 50 auf den benachbarten, zu verbindenden Außenwänden 33 und 41 gleichzeitig der Blockdeckel 60 mit auf die Zellengefäße 30 und 40 spritzgeschweißt wird. Von dem Zellengefäß 30 sind in den Figuren 5 bis 7 die Außenwände 31, 32, 33, der Boden 34 mit Prismen 51 gekennzeichnet; von dem Zellengefäß 40 sind die Außenwände 41, 42, 43, der Boden 44 mit Prismen 51 mit Bezugszahlen versehen. Die Kupplung der beiden Zellengefäße 30 und 40 durch Schwalbenschwanznuten 52a und schwalbenschwanzförmigen leisten 52b entspricht prinzipiell der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Art und ist deshalb nur gestrichelt in den Figuren 5 und 6 angedeutet; der einzige Unterschied besteht darin, daß die Schwalbenschwanznuten 52a und die dahinein passenden Leisten 52b nicht bis hinauf zu den Stirnkanten 311 bzw. 411 der benachbarten Außenwände 33 bzw. 41 reichen, sondern bereits in der Höhe 53 enden; der Grund 'dafür ist - wie besonders in Fig. 6 erkennbar ist, einem vergrößertem Ausschnitt VI aus Fig. 5 - die geschwächte Dicke der · freien Enden 312 bzw. 412 von den Außenwänden 33 bzw. 41. Bei ungeschwächten freien Enden benachbarter AußenwMnde können die Schwalbenschwanznuten und die entsprechenden Leisten über die gesamte Höhe der Außenwände verlaufen. Die beiden freien Enden 312, 412 sind an ihren Stirnkanten 311, 411 derart mit je einer Schräge 313 bzw. 413 versehen, daß eine Rille gebildet wird. Die freien Enden 312 und 412 v/erden so von der Nut 61 einer Ansatzleiste 62 an der Unterseite des Blockdeckels 60 erfaßt,

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daß die Schrägen 313, 413 und der obere Abschnitt der Deckelnut 61 gemeinsam einen geschlossenen Kanal bilden. Einspritzlöcher 63 führen durch den Blockdeckel 60 in den Kanal 313, 413, 61 und dienen zum Einspritzen einer thermoplastischen Spritzschweißmasse, die die beiden Zellengefäße 30, 40 und den Blockdeckel 60 als Schweißnaht 50 miteinander verbindet; durch den Spritzschweißvorgang werden auch gleichzeitig die anderen Außenwände wie z.B. 31, 32, 42, 43 mit dem Blockdeckel 60 dicht und fest verbunden.

Fig. 7 zeigt noch einmal den Verlauf der durch die Schrägen 313 und 413 gebildeten Rille in den Stirnkanten 311, 411 und ihr Übergang in die Außenwände 32 bzw. 42 als Rille 321 bzw. 421.

Es sei erwähnt, daß auch mehr als zv/ei Zellen auf die erfindungsgemäße Art verbunden werden können und das sowohl in Reihe als auch gleichzeitig in Reihe und nebeneinander.

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Claims (4)

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   Ansprüche

   Zu einer Blockeinheit verschweißte Zellengefäße oder Doppelzellengefäße für Akkumulatoren, die aus thermoplastischem Kunststoff bestehen und mit ihren Außenwänden eng aneinanderliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die betreffende Außenwand (113) eines ersten Zellengefäßes (11) mindestens eine vertikale Schwalb ens chwanznute (14) bzv/. eine vertikale schwalbenschwanzförmige Leiste (15) hat, die mit einer vertikalen schwalbenschwanzförmigen Leiste (15) bzw. einer vertikalen Schwalbenschv/anznute (14) eines benachbarten zweiten Zellengefäßes (12) eine passende Verbindung bildet und daß die beiden benachbarten Außenwände (113, 121) über die gesamte Länge ihrer deckelseitigen Kanten eine gemeinsame Schweißverbindung (16) aufweisen.
2. 2. Blockeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede für eine Verbindung vorgesehene Außenwand (113, 121) eines Zellengefäßes (11, 12) mindestens eine Schwalbenschwanznute (14) und eine schwalbenschwanzförmige Leiste (15) hat.
3. 3. Blockeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Kasten-Außenwände (113, 121) über die

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   gesamte Länge ihrer deckelseitigen Kanten eine Spritzschweißnaht (16) haben, die mit der Höhe der anderen
   Kasten-Außenwände (111, 112, 114, 122,123, 124) bündig abschließt.
4. 4. Blocheinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Außenwände (33, 41) und ein Blockdeckel
   (60) eine gemeinsame Spritzschweißnaht (50) haben, deren
   thermoplastische Vergußmasse durch mindestens ein Deckelloch (63) in einen Kanal eingespritzt wird, der von einer Deckelnut (61) und den Schrägen (313, 413) der Stirnkanten (311, 411) der beiden betroffenen Außenwände (33, 41) gebildet wird.

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