DE2516729C3 - Akkumulator - Google Patents

Description

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Gegenstand der Erfindung is' ein Akkumulator, bei dem der Plattcnblock mit einer senkrecht zur Plattcnebene aufgebrachten Fixierung versehen ist.

Bei elektrischen Akkumulatoren, insbesondere bei Bleiakkumulatoren, bestehen die Plattenblöcke aus unter Zwischenlage von Separatoren aufeinandergcschichteten positiven und negativen Elektrodenplatten. Die Elektrodenplatten einer Polarität sind jeweils mit ihren Plattcnfahnen mit einer Polbrücke verbunden. Diese Polbrücke wird in den meisten Fällen durch Umgießen der Plattenfahnen mit flüssigem Blei in einer Form hergestellt. Sie kann jedoch auch auf die Plattenfahncn aufgeschweißt werden. Die Polbrücken benachbarter Zellen eines mehrzelligen Akkumulators werden durch Zellenverbinder miteinander verbunden. Diese Zellenverbinder sind in moderneren Konstruktionen von Akkumulatoren durch die Zellentrennwände des mehrzelligen Behälters geführt. Der mehrzellige Behälter dieser Akkumulatoren besteht aus Hartgummi oder insbesondere aus dünnwandigem Polypropylen bzw. gegebenenfalls anderen geeigneten Kunststoffen.

Wegen der Verwendung beispielsweise in Fahrzeugen müssen derartige Akkumulatoren eine gute Rüttelfestigkeit besitzen und ein großer Teil der Ausfälle bei Rüttelprüfungen ist auf Beschädigungen im Bereich der Verbindung von Polbrücke und Plattenfahne zurückzuführen. Beim Rütteln der Batterien wandern einzelne Platten nach oben, die auf der Gegenpolbrücke einen Kurzschluß erzeugen oder ganze Plattenblöcke schieben sich nach oben und verursachen einen Bruch der Brüekenverbinder.

Es ist bekannt, auf die Unterseite eines Plattenblockes als Fixierung ein später aushärtendes Material in Form einer Raupe aufzubringen, welches dann mit den korrespondierenden Bodenrippen im Blockkasten eine feste Verbindung eingeht (GB-PS 8 44 236). Der Plattenblock wird so in seinem Bodenbereich festgelegt. Eine solche Festlegung des Plattenblockes im Bodenbereich einspricht in ihrer Wirkung im wesentlichen der Verwendung von federnden Rippen an den Zellentrennwiinden bzw. Blo<:kkastenstirnwänden (DT-PS 20 39 470).

Es hat sich gezeigt, daß eine solche Festlegung des Plattenblockes an seiner Unterseite insbesondere bei stärkeren Rültelvorgiingen nicht ausreicht, da durch die Rütlelbeanspruchung im allgemeinen Schaden im Bereich der Polbrücken und Plattenfahnen auftreten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, besondere Maßnahmen im Akkumulator vorzusehen, durch welche die Rütieifestigkeil stark erhöht wird, wobei diese Maßnahmen insbesondere ohne hohen Aufwand in einer Massenfertigung anwendbar sein müssen.

Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fixierung in Form einer Rippe auf der Oberseite des Plattenblockes aufgebracht und mit den Stirn- bzw. Zcllentrennwänden des Blockkastens verschweißt oder verklebt ist.

Im folgenden sind verschiedene Ausführungsfornien des Gegenstandes der Erfindung anhand der Fig. I, 2, 3a und 3b näher erläutert.

Gemäß Fi g. I ist im Blockkasten I der aus mehreren positiven und negativen Elektrodenplatten und zwischenlicgenden Separatoren bestehende Plattenblock aus Elektrodenplatten 2 und Separatoren 7 angeordnet. Die Plattenfahnen der Elektrodenplatten sind jeweils liiit einer positiven bzw. negativen Polbrücke 3 verbunden, die über durch die Zellentrennwand 4 geführte Zellenverbinder mit den Polbrücken benachbarter Zellen verbunden sind. Der Zellenverbinder ist durch die Trennwand 4 geführt und dort mit Kunststoff umspritzt, beispielsweise im Verfahren der DT-PS 18 04 800. Auf der Trennwand ist gegebenenfalls eine Verdickung 5 angespritzt, wie in der DT-PS 19 28 288 beschrieben, um das spätere Aufsetzen des Deckels im Spiegcl-Schweiß-Verfahren zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß ist auf den Plattenblock mindestens eine Rippe 6 aufgespritzt, die aus Kunststoff besteht und vorzugsweise etwa parallel zu den Polbrücken 3 verläuft. Sie kann etwa mittig zwischen den Polbrücken angeordnet sein, oder es können mehrere Rippen zwischen den Polbrücken angebracht werden.

Der die Rippen bildende Kunststoff wird im heißen Zustand aufgespritzt, die Rippe verschweißt dabei mit den Wänden bzw. Zellentrennwänden des Blockkastens und stützt jede einzelne Platte und jeden Scheider 7 nach oben hin ab. Dadurch wird es erstmals möglich, auch dickere Plattenblöcke, die eine höhere Anzahl von Elektrodenplatten enthalten, absolut festzusetzen.

Die eingespritzten Rippen bilden im oberen Bereich des Blockkastens eine feste Verbindung und geben der Batterie, insbesondere im Bereich der Griffbefestigung, einen festen Halt.

Durch das Aufspritzen der Rippen werden die Zellentrennwände und Außenwände des Blockkastens genau fixiert, so daß sich das Aufbringen einer Verdickung auf den Zellentrennwänden sowie das Anbringen von Fangrippen an den Deckeln erübrigen kann. Das Verdeckein von Batterien wird deshalb wesentlich verbessert, da sich die Außenwände und Zellentrennwände der Kästen mit denen der Deckel genau decken.

Die Rippe 6 besteht zweckmäßigerweise aus dem gleichen Kunststoff wie der Blockkasten selbst, insbesondere aus Polypropylen. Ihre Breite sollte bei üblichen Starterbatterien mit Plattenbreiten von etwa

2 mm bei 2 mm bis b mm je nach Zellenlange liegen. Die Hippenholie sollte bei B bis 15 mm liegen.

Diese aufgespritzte Rippe wird zweekmäßigerweise hergestellt durch Einspritzen eines Kunststoffes, insbesondere von Polypropylen, in eine auf den eingebauten s Platlenbloek gelegte nach unten offene, beispielsweise U-förmigc .Spritzform. Beim Hinspritzen des flüssigen Kunststoffes dringt ein geringer Te:! dieses Materials in die Zwischenräume zwischen Elektroduiplatte und Separatoren ein, so daß eine mechanisch außerordenllieh feste Verbindung entsteht und zusätzlich verschweißt das Material mit den Stirnwänden des Blockkastens bzw. mit den Zellentrennwänden. Fs ergibt sich damit ein Akkumulator, der gegen Rüttclbeanspruchungen außerordentlich widerstandsfähig ist.

[£ine weitere Ausfülirungsform ist in (·'i g. 2 dargestellt. Diese Ausführungsform ist ebenfalls für Blockkasten aus Kunststoff, aber auch Blockkasten aus Hartgummi geeignet. Dabei wird auf den aus Elektrodenplatten 2 und Separatoren 7 bestehenden Plattenblock eine Klebstoffraupe 8 aufgebracht, wobei insbesondere ihixolrope Kunstharze bzw. lhixotrope Mehrkomponentenkleber verwendet werden. Auf dieses Material wird dann die Rippe 9 aufgelegt und diese Rippe 9 kann beispielsweise U-Form besitzen und nach oben offen sein, so daß noch zusätzliches thixotropes Kunstharz eingegossen werden kann, um an den Enden 10 eine feste Verbindung mit den Stirnwänden bzw. Zellentrennwänden des Blockkastens zu gewährleisten.

Falls auch beim Hartgummikasten eine aufgespritzte aus Kunststoff bestehende Rippe verwendet werden soll, ist es zweckmäßig, besondere Anordnungen vorzusehen, durch welche die Rippe gegenüber den Stirnwänden bzw. Zellenlrennwänden festgelegt wird. -15 Dazu kann gemäß F i g. 3a und 3b an den aus Hartgummi bestehenden Blockkasten eine weitere Rippe 11 an den Stirnwänden bzw. Zellentrennwänden angeformt werden, welche in ihrem obere¹! Bereich eine Ausnehmung 12 besil/l. Wird dann, wie· oben erläutert, auf ilen l'latlenblock Kunststoff auigesprit/l, der auch in die Ausnehmung 12 eindringt, so ergibt sich nach der Verfestigung eine feste Verbindung /wischen nulgespril/ier Rippe und Zellenirennwar.d bzw. Stirnwand durch die Festlegung der Finden der Rippe 1:1 den Ausnehmungen 12 bzw. 13, wobei insbesondere eine Ausführungsform der Ausnehmung mil schwalben schwan/.lormigen 1 linterschneitlungen gemäß Fig. Jb eine besonders gute Festlegung der Rippe gewährleistet.

Das erfindungsgemäße Verfahren, Plaitenblöekc festzusetzen, hat insbesondere bei der Fertigung von größeren Batterien (LKW- und Baufahr/eug-Baiierien) sowie Batterien, die starken Rütielbeanspruchungen unterliegen, besondere Bedeutung. Belastungen der Verbinder, die durch das Rütteln der Batterien entstehen, werden von der Plattenblockfixienmg abgefangen. Es kann damit nieht mehr zum Verbinderbruch kommen. Durch die feste Verbindung zwischen der aufgebrachten Rippe, der Oberseite des Plattenblockes und den Stirn- bzw. Zellentrennwänden des Blockkastens wird eine außerordentlich hohe Stabilität erreicht. Bei Schockbelastungen können sich die Zellentrennwände bzw. Blockkastenstirnwände nicht wie bisher stark ausbeulen, was zu Ausspülungen der aktiven Masse aus den Elektrodengittcrn führte. Darüber hinaus werden durch diese Rippen Kurzschlüsse vermieden, die oft dadurch auftreten, daß Elektrodenplatten bei Rüttelbeanspruchung nach oben wandern, und dabei in Kontakt mit der Polbrücke der anderen Polarität gelangen.

Das Verfahren des Aufspritzens von Plattenblockfixierungen ist in den Fertigungsablauf leicht einzufügen und beeinflußt die Taktzeiten von Montagelinien nicht, wie sie beispielsweise in der DT-PS 20 22 163 beschrieben sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Akkumulator, bei dem der Platlenblock mit einer senkrecht zur Plattenebene aufgebrachten Fixierung versehen ist, dadurch gekenn- > zeichnet, da(3 die Fixierung in Form einer Rippe (6, 9) auf der Oberseite des Plalienblockes aufgcbrach; und mit den Stirn- bzw. Zellentrennwänden des Bloc-kkastens (1) verschweißt oder verklebt ist.

2. Akkumulator nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (6) aus aufgespritztem, mit dem Kunststoff des Blockkastens kompatiblem Kunststoff besteht.

3. Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch ge- '5 kennzeichnet, daß die Rippe eine Kunstsloffleisie (9) ist, die auf den Plattenblock aufgeklebt ist.

4. Akkumulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebemittel ein thixotropes Kunstharz ist.

5. Akkumulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (10) der Rippe (9) an einer mit Hinterschneidungen versehenen Ausnehmung (12) einer zusätzlichen Rippe (II) an Stirnwand bzw. Zcllcnlrennwänden des Blockkastens(l) befestigt sind.