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Verfahren für die Montage eines elektrischen Akkumulators mit BehAlter
aus Thermoplastmaterial und nach diesem Verfahren hergestellte Akkumulatorenbatterie
Bekanntlich wird in den Bleiakkumulatoren mit Ebonitgehäuse des sogenannten Eindeckeltypes
die Verbindung der einzelnen, benachbarten Elemente miteinander, welche die Batterie
bilden, in einer gemeinsamen Ausführung vor der Montage in den Behälter erstzllt.
In jeder Scheidewand des Gehäuses wird eine Oeffnung vorgesehen, die für die Aufnahme
der Verbindungsbrücke geeignet ist und deren Tiefe genügt, um die Verbindungsleiste
aus Blei über den Scheidewänden nicht bzw. knapp vorragen zu lassen.
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Die Verschweissung des Deckels mit dem Behälter und die Äbdichtung
zwischen den einzelnen Zellen werden gleichzeitig mittels Klebstoffen, wie thermohärtenden
Harzen, z.B. Epoxydharz oder Polyurethanharz, ausgeführt.
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Mit der Verwendung von Behältern aus plastischen Materialien (Polystyrol,
Polyäthylen, Polypropylen oder Aethylen-Propylen-Kopolymerisationsprodukt) ist es
noch möglich, thermohärtende Klebstoffe zu verwenden; das wird jedoch dadurch erschwert,
dass
das Haftvermögen dieser Klebstoffe, insbesondere zum Aethylen-Propylen-Kopolymerisationsprodukt,
eine Vorbereitung der Oberflächen des zu klebenden Kunststoffes bedingt.
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Aus diesem Grund und auch um die thermische Schweissverbindung des
Deckels zum Behälter zu ermöglichen, welche nur bei Berührugsflchen aus demselben
Stoff, oder auch aus verschie denen Stoffen, aber nur wenn beide thermoplastisch
sind; zu ermöglichen, ist die Technik zur Anwendung von elektrischen oder mechanischen
Schweissverfahren geschritten, bei welchen die bnachbarten Elemente einer Batterie
nach deren Einführung in den Behälter durch in den Zwischenwänden angebrachte Oeffnungen
miteinander verbunden werden. Bei diesem besonderen Verfahren muss man selbstverständlich
darauf verzichten, die Batterieelemente vor deren Einführung in den Behälter miteinander
zu verbinden; dadurch wird die Zuverlässigkeit der elektrischen und mechanischen
Verbindung verringert, weil diese letztere mit einem Schweissverfahren erfolgt und
nicht mit einer Vorverformung durch Schmelzung, wie es bei der Montage der Eindeckel-Batterien
aus Ebonit der Fall ist.
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Natürlich besteht eine einfache Lösung dieses Problems darin, dass
für die Abdichtung der Zwischenwandöffnungen - durch welche die Verbindungsbrücken
durchgehen - dasselbe Thermoplastmaterial des Behälters verwendet wird, anstatt
eines thermohärtenden Harzes, und zwar durch Anwendung des bekannten Verfahrens
der Warmeinspritzung. Auf diese Weise nämlich verbindet sich das eingespritzte Material
mit dem Behältermaterial, das aus demselben Stoff besteht; ausserdem ist nachher
durch die Anwendung des bekannten Spiegel-Schweissverfahrens die thermische Schweissung
des Deckels an den Behälter möglich, da die Berührungsflächen aus demselben Thermoplastmaterial
bestehen.
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Während aber das Thermoplastmaterial, das eingespritzt wird, auf
den Zwischenwänden rund um die Oeffnungen für die Verbindungsbriicken fest haftet,-ist
dies nicht der Fall für den Verbindungsteil aus Blei, der durch die Zwischenwände
durchführt
und zwei benachbarte Gruppen verbindet.
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Das kommt daher, dass sich im Laufe der Abkühlung das eingespritzte
Thermoplastmaterial zusammenzieht und dadurch eine Loslösung vom Blei, mit dem das
Thermoplastmaterial in Berührung kam, verursacht wird; diese Loslösung genügt, um
die völlige Versiegelung #wischen Blei und eingespritztem Thermoplastmaterial und
infolgedessen die völlige Impermeabilität zwischen den benachbarten Elementen einer
Batterie zu beeinträchtigen.
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Die beim heutigen Stand der Technik vorgesehenen#Massnahmen, um diese
Loslösung zu vermeiden, gründen sich auf mechanische Methoden. Zum Beispiel wird
gemäss einem Vorschlag während der Einspritzung des thermoplastischen Materials
von der Einspritzform, nach deren Aufsetzen auf die Scheidewand, ein Druck auf dle
seitlichen und oberen Teile der Verbindungsbrücke ausgeübt, der schwalbenschwanzförmige
spitze Winkel erzeugt. Aus serdem weist auch die untere Zone der Verbindungsbrücke
einen spitzen Winkel auf.
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Dieses Verfahren, welches die Verbindungsbrücke plaste deformiert,
kann deren mechanische Festigkeit beeinträchtigen; ausserdem ist die Form, die solche
Verformungen verursachen soll konstruktiv und funktionell kompliziert, so dass bei
einer einzi gen Einspritzoperation die Verwirklichung der Abdichtung der Zwi schenwandöffnungen
sehr problematisch wird-. Schliesslich ist auch das Giessen der Verbindungsbrücke
auf den Plattenfahnen kom pliziert, weil eine mit einemSpitzwinkel versehene Verbindung
erstellt werden muss.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die perfekte Abdichtung zwischen
den benachbarten Batterieelementen mittels Einspritzens des Thermoplastmaterials
zu ermöglichen, ohne zu gleichzeitigem oder späterem mechanischen Deformationsverfahren
der Verbindungsbrücke gleifen zu müssen. Diese Aufgabe wird gemäss der vorliegenden
Erfindung dadurch gelöst, dass die ganze Verbindungsbrücke, einschliesslich der
beiden gegenseitigen und
parallelen Winkelelemente, mit Thermoplastmaterial
verkleidet wird, wobei der von der Verbindungsbrücke in der Zwischenwandöffnung
leer gelassene Raum gefüllt wird, indem die Form für das zur Einspritzung gelangende
Material im Abstand von der Aussenfläche der Verbindungsbrücke gehalten wird.
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Die Vorteile des beanspruchten Verfahrens bewirken vor allem die
Vereinfachung des Montageverfahrens und der Konstruk-.
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tion der Verbindungsbrücke. Die für die Einspritzung des Materials
notwendige Form stösst nicht an die Ve#rbindungsbrücke an und newirkt eine Dichtung
direkt auf der Zwischenwand, und zwar entlang der Seitenränder der Oeffnungen, sowie
auf dem unteren Teil der Verbindungsbrücke.
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Ausserdem hat die Form nur die Funktion, das Einspritz material auf-unehmen,
und soll nicht mechanische Deformationen der Verbindungsbrücke während des Einspritzens
hervorrufen, um die Zusammenziehenswirkungen des eingespritzten Materials zu kompensieren;
dadurch wird die komplette funktionelle Unversehrtheit der Verbindungsbrücke gewährleistet.
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Letztlich resultiert die Konstruktion der Brücke extrem vereinfacht
und deren Giessen besonders leicht, auch mit dem modernen Gussverfahren direkt auf
den Platten.
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Die Merkmale des Verfahrens gemäss der vorliegenden Er findung werden
in der folgenden Beschreibung erklärt, mit Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen
1,2,3,4 und 5, sowie auf die Beschreibungen und Abbildungen, welche sich nur als
Beispiel und nicht als einschränkend versehen sollen.
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Fig. 1 zeigt eine perspektivische Teilansicht der Gruppen, die die
Batterie mit den Verbindungen der Elemente bilden, vor der Montage in den Behälter,
zusammen mit den drei Ansichten der Verbindungsbrücke der Gruppen.
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Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Behälters mit den Zwischenwandöffnungen,
deren Lage und Abmessungen
derart sind, dass sie die Gruppenverbindungsbrücken
aufnehmen kön nen.
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Fig. 3 zeigt einen Querschnitt und den Grundriss der Gruppenverbindungsbrücke
nach der Einspritzung des Thermoplastmaterials.
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Fig. 4 zeigt einen Querschnitt eines Teils der Mehrfachform mit fünf
Abdrücken, wobei die Lage der zwei Abdrücke auf ebensoviele Verbindungsbrücken hervorgehoben
wird.
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Fig. 5 zeigt schematisch die Montagestrasse der Batterien mit Behälter
aus Aethylen-Propylen-Kopolymerisationsprodukt und das in vorliegender Erfindung
beanspruchte Verfahren.
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Mit Bezugnahme auf Fig. 1 werden mit 1 und 2 die negativen Platten
bzw. -die Abstandsstücke der einzelnen Gruppe 3 gezeigt, welche mit anderen anliegendell
Gruppen umgekehrter Polarität verbunden sind und die Batterie 4 bilden. Durch die
Bleileisten 5 sind die Verbindungsbrücken 6 mit je einer Plattengruppe umgekehrter
Polarität auf einer und der anderen Seite verbunden, sie bestehen aus zwei gegenseitigen
und parallelen Winkelelementen 7, die miteinander durch ein Verbindungselement 8
verbunden sind, dessen Querschnitt genügend sein soll, um eine gute mechanische
Festigkeit und eine gute elektrische Verbindung zwischen den Gruppen zu gewährleisten.
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Die Verbindungen 6 werden durch Giessverfahren in Gussformen erstellt
und nachher in Plattengruppenumgekehrter Polarität zusammengeschweisst oder auch
direkt auf die Plattengruppen gegossen.
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Bei der Fig. 2 besteht der aus Thermoplastmaterial, z.B. Aethylen-Propylen-Kopolymerisationsprodukt
hergestellte Behälter 9, aus einer Mehrheit von Zellen, die von den Zwischenwänden
11 getrennt sind; jede dieser Zwischenwände weist eine Oeffnung 12 auf, die die
Verbindungsbrücken 6 aufnehmen, wobei die Breite dieser Oeffnungen nicht kleiner
als diejenige des Verbindungselements 8 ist und die Tiefe genügt, damit die obere
Kante
der Verbindungsbrücke 6 - wenn diese aufgestellt wird - unter
dem obigen Rand der Wand 11 liegt.
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Fig. 3 zeigt die Querschnitte und den Grundriss derselben Batterie
4, in den Behälter 9 eingeführt, nach den Einspritzungen von Thermoplastmaterial
13 als Abdichtung der Oeffnungen 12, wobei die Einspritzung mit den gewöhnlichen
Methoden ausgeführt wird: in vorliegender Erfindung wird das thermoplastische Material
mit einer normalen Presse und einer einzigen Form eingespritzt, wobei jeder Einspritzkopf
nicht anliegend an die Verbindungsbrücken 6, sondern im Abstand davon gehalten wird,
damit das eingespritzte Material 13 die Zwischenwand bei den Oeffnungen 12 mit einer
gleichen oder noch besser grösseren Dicke als diejenige der Zwischenwand 11 wieder
erstellt und- ausserdem das Verbindungs element 8 rundum umschliesst; dadurch wird
der vom Verbindungselement 8 nicht benützte Raum in der Oeffnung 12 komplett ausge-
1 füllt, und die gegenseitigen Flächen der Winkelelemente 7 und der Verbindungen
6 werden ausserdem mit einem ununterbrochenen Film aus Kunststoff verkleidet.
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Bei der Fig. 4 wird ein Querschnitt eines Teils der Form 14 dargestellt,
wobei zwei der fünf Einspritzköpfe 15 (für eine Batterie 12 V) sich auf dem Behälter
der Batterie 4 vor der Einspritzung des Thermoplastmaterials befinden; der Zwischenraum
16, der die Verkleidung der Oberflächen der Winkelelemente 7 ,illit einem ununterbrochenen
Kunststoffilm gestattet und den vom Elemente 8 der Verbindungsbrücke 6 frei gelassenen
Raum in der Oeffnung 12 füllt, wird besonders hervorgehoben, wobei diese Formen
abdich tend sind, zwecks der Aufnahme des eingespritzten Materials entlang des unteren
Randes der Aussenflächen der Winkelelemente 7 und entlang der seitlichen Ränder
der Oeffnungen 12 auf den Zwischenwänden 11.
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Bei der Fig. 5 wird die in den- Behälter 9 eingeschobene Batterie
4 zur Station 17 für die Xurzschlussprüfung automatisch geführt und mit einer Spannung
von 500 ... 1200 V kontrolliert; falls sie defekt ist, wird sie bei 18 von der Strasse
ausgestossen.
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Danach wird sie - immer automatisch - unter der senkrechten, mit
Warmkammerform 14 ausgerüsteten Presse 19 geführt, wo das Thermoplastmaterial bei
einer Temperatur von 250 ... 2700C gleichzeitig in die fünf Oeffnungen 12 der Zwischenwände
11 im vom Element 8 freigelassenen Raum und auf den Oberflächen der -Winkelelemente
7 der Verbindungsbrücke 6~gemäss der vorliegenden Erfindung gespritzt wird.
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Die Batterie wird danach zur Station 20 automatisch weitergeführt,
wo eine Druckkontrolle der-Abdichtung der durch führung durch die Zwischenwände
bei einem Druck von O,2#kg/cmausgeführt wird; falls sie defekt ist, wird sie bei
21 ausgestossen. Bei 22 wird der Deckel von Hand oder automatisch auf den Behält
er 9 gestellt. Die Batterie wird danach zur "Spiegel"-Schweissmaschine 23 geführt,
wo der Deckel am Behälter thermisch geschweisst wird.
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Danach werden bei der Station 24 die Polköpfe der Qatterie automatisch
geschweisst; in 25 findet die Druckkontrolle der Verschweissung des Deckels am Behälter
bei einem Druck von 2 0,2 kg/cm statt und in 26 der eventuelle Ausstoss der Batterie.
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Zum letzten wird die Batterie, immer automatisch, zur Station 27
für die Eintragung der Fabrikationsnummer geführt.